Phần - Những kiến thức chung GIS Chương 1: Tổng quan hệ thông tin địa lý khái niệm đồ số Hệ thống thông tin địa lý GIS có nhiều ứng dụng, người biết sử dụng khai thác tiềm rộng lớn GIS lắp thêm đôi mắt, đôi tay, đôi cánh giúp người nhìn giới trực quan hơn, xác nhanh chóng chinh phục giới tiềm vốn có ứng dụng GIS phải nói đến công cụ tốt cho việc xây dựng biên tập đồ số Đó ứng dụng khởi đầu cho ứng dụng GIS Vậy ứng dụng GIS gì? Khi có đồ số sở liệu tương ứng khu vực : GIS công cụ để cập nhật nhanh biến động thông tin đồ GIS công cụ để truy xuất, tìm kiếm khai thác thông tin đối tượng GIS công cụ để quản lý sở liệu đối tượng đồ GIS công cụ tốt cho việc chiết xuất thông tin thứ cấp GIS công cụ để đánh giá biến động phục vụ theo dõi diễn biến lớp phủ GIS công cụ tốt cho việc quy hoạch phát triển tổ chức thực sản xuất 1.1 Lược sử đời phát triển hệ thông tin địa lý Từ xa xưa người biết cách biểu diễn thông tin địa lý cách thu nhỏ vật theo kích thước đó, vẽ lên mặt phẳng Để đánh dấu đặc tính vật, người ta dùng loại ký hiệu khác độ cao biểu diễn đường bình độ, số đối tượng biểu thị loại màu sắc tương ứng thích số hiệu kèm Sự biểu thị kết thể ý tưởng gọi đồ Dần dần, đồ ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 chiếm vị trí quan trọng thiếu đời sống người nói: Bản đồ công cụ thông tin quen thuộc loài người Trong trình phát triển kinh tế kỹ thuật, đồ cải tiến cho ngày đầy đủ thông tin hơn, ngày xác Khi khối lượng thông tin lớn đơn vị diện tích đồ người ta tiến đến lập đồ chuyên đề đồ chuyên đề biểu diễn thông tin theo chuyên đề sử dụng Trên đơn vị diện tích địa lí có nhiều loại đồ chuyên đề: đồ địa hình, đồ hành chính, đồ địa chất, đồ du lịch, đồ giao thông vận tải Trên sở hệ thông tin đồ, năm đầu thập kỷ 60(19631964) nhà khoa học Canada cho đời hệ thống thông tin địa lý hay gọi GIS (Geographical Information Systems - GIS) GIS kế thừa thành tựu ngành đồ ý tưởng lẫn thành tựu kỹ thuật đồ GIS bắt đầu hoạt động việc thu thập liệu theo định hướng tuỳ thuộc vào muc tiêu đặt Dù hệ thông tin địa lý hay hệ thông tin đồ, có nhiệm vụ phục vụ yêu cầu chung ngành như: Địa chính, Nông nghiệp, Lâm nghiệp, Ngư nghiệp, Giao thông, Xây dựng, Thuỷ lợiNhưng ngành lại có yêu cầu khác thông tin Cho nên hệ thông tin xây dựng cho nhiều ngành thoả mãn yêu cầu riêng ngành Vì lại xuất hệ thông tin chuyên ngành hệ thông tin địa lý nông nghiệp, hệ thông tin địa lý lâm nghiệp, hệ thông tin địa lý giao thông Hệ thông tin đia lý (GIS) hiểu cách đơn giản tập hợp thông tin có liên quan đến yếu tố địa lý cách đồng logic Như ý tưởng xuất sớm với phát minh đồ Nhưng hình thành rõ nét hệ thông tin địa lý cách hoàn chỉnh, đưa vào ứng dụng có hiệu nghiên cứu phát triển số năm gần Trong năm 70 Bắc Mỹ có quan tâm nhiều đến việc bảo vệ môi trường phát triển GIS Thời kỳ hàng loạt thay đổi cách thuận lợi cho phát triển GIS, đặc biệt gia tăng ứng dụng máy tính với ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 kích thước nhớ tốc độ tăng Chính thuận lợi mà GIS thương mại hoá Năm 1977 có nhiều hệ thông tin địa lý khác giới Bên cạnh GIS thời kỳ phát triển mạnh mẽ kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám Một hướng nghiên cứu kết hợp GIS viễn thám đặt thời kỳ nước có đầu tư đáng kể cho việc phát triển ứng dụng làm đồ, hay quản lý liệu có trợ giúp máy tính Canada Mỹ sau đến nước Thuỵ Điển, Đan Mạch, Pháp Thập kỷ 80 đánh dấu nhu cầu sử dụng GIS ngày tăng với quy mô khác Người ta tiếp tục giải tồn năm trước mà lên vấn đề số hoá liệu Thập kỷ đánh dấu nảy sinh nhu cầu ứng dụng GIS như: theo dõi sử dụng tối ưu nguồn tài nguyên, đánh giá khả thi phương án quy hoạch, toán giao thông GIS trở thành công cụ hữu hiệu công tác quản lý trợ giúp định Những năm đầu thập kỷ 90 đánh dấu việc nghiên cứu hoà nhập viễn thám GIS Các nước Bắc Mỹ châu Âu thu nhiều thành công lĩnh vực Khu vực châu Thái Bình Dương thành lập nhiều trung tâm nghiên cứu viễn thám GIS nước Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan ý nghiên cứu đến GIS chủ yếu vào lĩnh vực quản lý, đánh giá tài nguyên thiên nhiên môi trường Việt Nam việc nghiên cứu ứng dụng hệ thông tin địa lý bắt đầu, triển khai quan lớn tổng cục địa chính, trường Đại học mỏ Địa chất, Viện Điều tra quy hoạch rừng, Viện địa chấtĐồng thời mức độ ứng dụng hạn chế, có ý nghĩa nghiên cứu ứng dụng để giải số nhiệm vụ trước mắt Như hầu giới có Việt nam quan tâm nghiên cứu hệ thông tin địa lý ứng dụng vào nhiều ngành, có ngành Lâm nghiệp Ngày nay, phần mềm GIS hướng tới đưa công nghệ GIS ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 trở thành hệ tự động thành lập đồ xử lý liệu ngày đạt hiệu cao tốc độ độ xác Nói chung, thời đại khoa học kỹ thuật công nghệ phát triển với tốc độ chóng mặt phát triển công nghệ GIS không nằm trào lưu đó, có hướng tiến tới mang tính phổ cập đại chúng cho công tác quản lý khai thác thông tin đồ cho nhiều mục đích khác Vì phần cứng GIS phát triển mạnh theo giải pháp máy tính để bàn ngày gọn nhẹ, năm gần đời vi xử lý cực mạnh, thiết bị lưu trữ liệu, hiển thị in ấn tiên tiến làm cho công nghệ GIS thay đổi chất Có thể nói suốt trình hình thành phát triển mình, công nghệ GIS tự hoàn thiện từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp để phù hợp với tiến khoa học kỹ thuật 1.2 Khái niệm chung công nghệ thông tin 1.2.1 Khái niệm Nói đến công nghệ thông tin trước hết phải nói đến tin học ngành khoa học chuyên nghiên cứu việc thu thập thông tin, xử lý thông tin, quản lý thông tin, truyền thông tin cung cấp thông tin nhằm đạt mức độ tốt mục tiêu đặt từ trước người Thông tin có khắp nơi nhu cầu thu thập, lưu trữ, truyền nhận, xử lý thông tin phổ biến hoạt động tự nhiên xã hội Khi kinh tế vấn đề văn hoá xã hội phát triển vị trí thông tin quan trọng Các nhu cầu khai thác, xử lý thông tin trở nên cấp thiết Hiện nay, thông tin trở thành lực lượng vật chất có ý nghĩa đóng vai trò loại hàng hoá cao cấp thừa nhận tất quốc gia người sử dụng thường xuyên hoạt động kinh tế xã hội Cùng với thông tin, công cụ thiếu liên quan đến thông tin máy tính, trang thiết bị tin học phương tiện truyền thông, đặc biệt viễn thông tạo công nghệ thông tin Theo thời gian, công nghệ thông tin bước thể vai trò ưu việt nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật, ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 kinh tế xã hội bước khẳng định vị trí thiếu trình phát triển quốc gia, khu vực số lĩnh vực là: Thu thập thông tin - Kỹ thuật điều tra thu thập số liệu trực tiếp trường - Kế thừa thông tin có thông qua máy quản lý ngành - Tổ chức hệ thống cập nhật bổ sung liệu Quản lý thông tin - Xây dựng hệ thống sở liệu - Xây dựng hệ quản trị liệu Xử lý thông tin - Phân tích tổng hợp hệ thống thông tin - Giải toán ứng dụng chuyên ngành Truyền thông tin - Xây dựng hệ thống luồng truyền tin - Giải pháp truyền thông tin mạng - Hệ quản trị mạng thông tin - Bảo vệ an toàn đường truyền thông tin - Bảo mật thông tin Cung cấp thông tin - Xây dựng giao diện với người sử dụng - Hiển thị thông tin theo nhu cầu - Tổ chức mạng dịch vụ thông tin Để công nghệ thông tin đạt nhiệm vụ nêu có hiệu cần phài xác định thể loại thông tin, chuẩn thông tin, lựa chọn phần cứng đồng đủ mạnh phần mềm hệ thống phù hợp với công tác tổ chức cho toàn hệ thống phải hợp lý đạt hiệu cao ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 1.2.2 Hệ thống thông tin Hiện hầu có trình độ phát triển cao có khối lượng thông tin lớn để phục vụ cho nhu cầu sử dụng thông tin xã hội Hệ thống thông tin hiểu tập hợp liệu khảo sát, thu thập, lưu trữ xử lý sử dụng giúp cho việc lựa chọn để định có lợi cho người Nếu gọi thông tin đầu liệu đầu vào thu thập nhiều cách, nhiều mức khác nhau, vị trí khác nhiều thời điểm khác vẽ lên tranh tổng quát hay chi tiết vật tượng cần nghiên cứu Khi thu thập thông tin phải biết thông tin dùng để làm gì, độ xác thông tin đến đâu liệu tạo có giá trị sử dụng Theo mục tiêu cụ thể đòi hỏi nội dung hình thức hệ thông tin riêng lẽ mà người ta thường thiết kế hệ thống thông tin dạng chuyên đề Ví dụ: Hệ thống thông tin đất đai, hệ thông tin khí hậu, hệ thông tin thảm thực vật, hệ thông tin địa chất, hệ thông tin quy hoạch, hệ thông tin quản lý đô thị nước phát triển người ta lại xây dựng hệ thông tin tổng hợp, đa chức năng, đáp ứng hầu hết yêu cầu sử dụng thông tin quan khối lượng thông tin lớn liên kết nội chúng khó khăn Song hệ thông tin có bốn chức sau đây: Chức nhận liệu từ nguồn liệu Chức xử lý số liệu Chức trình bày liệu Chức suy giải phân tích thông tin để định 1.2.3 Hệ thông tin có toạ độ không gian Từ trước tới việc so sánh đối chiếu số liệu phân bố không gian đối tượng mặt đất phận quan trọng tổ chức hoạt động xã hội Các số liệu không gian đo đạc, thu thập xử lý thành đồ ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 sản phẩm thiếu kết nghiên cứu phục vụ sản xuất nhiều ngành liên quan tới điều tra, xây dựng quản lý bảo vệ tài nguyên môi trường Quá trình đo đạc, thu thập, xử lý, lưu trữ đồ để sử dụng tạo thành hệ thông tin đồ, từ lâu đồ công cụ thông tin quen thuộc loài người Trong trình phát triển kinh tế kỹ thuật, đồ cải tiến cho ngày đầy đủ thông tin hơn, xác việc lưu trữ, quản lý khai thác thông tin ngày tiện lợi, dễ sử dụng có hiệu cao Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, máy móc thiết bị đại đời, nhu cầu phát triển sử dụng đồ địa hình, đồ chuyên đề bề mặt trái đất gia tăng đáng kể, đồ chuyên đề cung cấp thông tin hữu ích để khai thác quản lý tài nguyên, môi trường Do việc nghiên cứu phân bố không gian bề mặt trái đất bắt đầu hướng theo đường định lượng, lúc đầu gặp nhiều khó khăn không khối lượng lớn số liệu phân tích số liệu, mà thiếu công cụ quan trọng để mô tả biến thiên không gian mang tính chất định lượng Từ năm 1960 với có mặt máy tính xử lý số việc phân tích không gian làm đồ chuyên đề mang tính định lượng nảy sinh phát triển Vì nhu cầu số liệu không gian phân tích không gian không hạn chế nhà khoa học trái đất Tuy nhiên thời kỳ tờ đồ tạo nhiều hạn chế Càng ngày người cần nhiều thông tin thay đổi theo thời gian mặt đất, kỹ thuật truyền thống làm đồ không thích hợp Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn sản xuất tiến khoa học kỹ thuật lớp công cụ làm đồ đời hệ thống thông tin địa lý (Geographycal Information System) Hệ thông tin địa lý thực chất hệ thông tin không gian mà trái đất đối tượng định vị Nó hình thành từ tập hợp liệu định vị không gian có cấu trúc thuận tiện cung cấp thông tin tổng hợp để ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 định Như công cụ bảo quản có hiệu quả, dễ truy nhập, thao tác thể liệu không gian trình đánh giá thông tin Do hệ thông tin theo toạ độ không gian hệ thông tin địa lý Việc thu thập số liệu cách tự động, phân tích số liệu trình bày só liệu số lĩnh vực lập đồ Địa hình, đồ Địa chất, đồ Lâm nghiệp, đồ Đánh giá tác động môi trường, đo vẽ ảnh viễn thám lĩnh vực riêng biệt lại liên quan chặt chẽ với nhau, liên kết trình xử lý số liệu không gian thành hệ thống thông tin phục vụ cho mục đích chung địa lý Vậy hệ thống thông tin địa lý gọi hệ thống có trợ giúp máy tính điện tử bao gồm sở liệu chứa thông tin không gian thông tin thuộc tính nhóm phần mềm với chức lưu trữ, thể hiện, trao đổi, xử lý với kiến thức chuyên ngành 1.3 Kháí niệm đồ số 1.3.1 Khái niệm Như biết, đồ vẽ giấy đồ mà thông tin thể nhờ đường nét, màu sắc, hệ thống ký hiệu ghi Ngày với phát triển ngành điện tử tin học, máy tính số ngày mạnh, thiết bị đo ghi tự động, loại máy in, máy vẽ tự động có chất lượng cao không ngừng hoàn thiện Trên sở người xây dựng hệ thống thông tin địa lý, hệ thống thông tin đất đai hệ hống thông tin chuyên ngành đại khác, mà phần quan trọng việc xây dựng hệ thống sở liệu đồ gồm đồ địa hình loại đồ chuyên đề phạm vi lãnh thổ Thế giới thực thu nhỏ đối tượng địa lý thể đồ dựa sở mô hình hoá toán học không gian hai chiều ba chiều Các đối tượng chia hành nhóm, lớp (như : thuỷ hệ, Giao thông, địa hình, sư phân bố dân cư, thực vật, thổ nhưỡng, loại ranh giới ) tổng hợp nhóm, lớp lại ta nội dung đồ ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 Vậy định nghĩa: Bản đồ số tập hợp có tổ chức liệu đồ thiết bị có khả đọc máy tính thể dạng hình ảnh đồ Các thành phần đồ số bao gồm: Thiết bị ghi liệu Máy tính Cơ sở liệu đồ Thiết bị thể đồ Bản đồ số lưu trữ gọn nhẹ khác với đồ truyền thống chỗ: Bản đồ số file liệu ghi nhớ máy tính thể dạng hình ảnh giống đồ truyền thống hình máy tính Nếu sử dụng máy vẽ ta in đồ số giấy giống đồ thông thường Bản đồ số địa hình sở liệu không gian cho hệ thống thông tin địa lý (GIS) thường sử dụng làm đồ cho loại đồ chuyên đề Ví dụ: Bản đồ số địa loại đồ chuyên ngành đất đai thiết kế biên tập lưu trữ hiển thị máy tính loại đồ số thông thường sở liệu hệ thống thông tin đất đai (LIS) Bản đồ số Lâm nghiệp loại đồ chuyên ngành Lâm nghiệp sở liệu hệ thống thông tin Lâm nghiệp (FIS) Nhờ máy tính có khả lưu trữ khối lượng thông tin lớn, khả tổng hợp, cập nhật, phân tích thông tin xử lý liệu đồ phong phú nên đồ số ứng dụng rộng rãi đa dạng nhiều so với đồ giấy thông thường 1.3.2 Đặc điểm đồ số ưu điểm hẳn 1) Mỗi đồ số có hệ quy chiếu định thường hệ quy chiếu phẳng Các thông tin không gian tính toán thể hệ quy chiếu chọn ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 2) Mức độ đầy đủ thông tin nội dung độ xác yếu tố đồ số hoàn toàn đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn đồ theo thiết kế ban đầu 3) Bản đồ số thực chất tập hợp có tổ chức liệu hệ quy chiếu định Tỷ lệ đồ số không giống tỷ lệ đồ thông thường 4) Hệ thống ký hiệu đồ số thực chất ký hiệu đồ thông thường số hoá Nhờ thể đồ dạng hình ảnh hình in giấy 5) Các yếu tố đồ giữ nguyên độ xác liệu đo đạc ban đầu không chịu ảnh hưởng sai số đồ hoạ 6) Khi thành lập đồ số, công đoạn ban đầu từ khâu thu thập xử lý số liệu đòi hỏi tính đồng lôgic cao nên người thực công việc phải có trình độ kỹ thuật tay nghề cao 7) Bản đồ số có tính linh hoạt hẳn đồ truyền thống dễ dàng thực công việc như: - Cập nhật chỉnh thông tin - Chồng xếp tách lớp thông tin theo ý muốn - Dễ dàng biên tập tạo phiên đồ - Dễ dàng in với số lượng tỷ lệ tuỳ ý - Có khả liên kết sử dụng mạng máy tính Việc sử dụng đồ số thuận lợi có hiệu kinh tế cao, thực tế chủ yếu sử dụng kỹ thuật công nghệ để thành lập sử dụng đồ công tác quản lý tài nguyên nói chung quản lý đất đai nói riêng 1.3.3 Khái niệm sở liệu đồ ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 10 Cơ sở liệu (CSDL) tập hợp số liệu lựa chọn phân chia người sử dụng Đó nhóm ghi file số liệu lưu trữ tổ chức có cấu trúc Nhơ phần mềm quản trị CSDL người ta sử dụng liệu cho mục đích tính toán, phân tích, tổng hợp, khôi phục liệu Trong năm gần Việt Nam triển khaiChương trình công nghệ thông tin quốc gia có dự án Xây dựng sở liệu quốc gia tài nguyên đất Mục tiêu xây dựng khối thông tin là: Hệ quy chiếu Quốc gia Hệ toạ độ độ cao nhà nước Hệ thống đồ địa hình Đường biên giới địa giới hành Mô hình số độ cao địa hình Phân loại đất theo trạng sử dụng Quy hoạch kế hoạch sử dụng đất Hệ thống đồ địa Chủ sử dụng đất 10 Các liệu khác có liên quan Cơ sở liệu tài nguyên đất hoàn thành phục vụ đắc lực cho công tác quản lý nhà nước đất đai, trợ giúp hoạch định sách, quy hoạch tổng thể sử dụng có hiệu tài nguyên đất Đối với hệ thống đồ địa hình cần phải xây dựng Cơ sở liệu địa lý, sở liệu gồm hai phần, sở liệu không gian bao gồm hình dạng, kích thước vị trí đối tượng với biểu diễn dáng đất khu vực sở liệu thuộc tính bao gồm đặc điểm tính chất đối tượng Đối với hệ thống đồ địa cần xây dựng Cơ sở liệu địa Cơ sở liệu gồm hai phần CSDL đồ địa CSDL hồ sơ địa CSDL địa phần quan trọng hệ thống thông tin đất đai, Nó phục vụ trực tiếp cho công tác quản lý đất đai mà phục vụ gián tiếp đến công tác Quy hoạch phát triển kinh tế khu vực ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 11 1.3.4 Phân loại liệu đồ Dữ liệu đồ mô tả theo phương pháp số hình ảnh đồ, Chúng gồm toạ độ điểm lưu trữ theo quy luật hay cấu trúc ký hiệu dùng để xác định hình ảnh đồ cụ thể Qua phần mềm điều hành tạo hình ảnh đồ cụ thẻ Qua phần mềm điều hành GIS tạo hình ảnh đồ hình in giấy Trong đồ số nói chung, liệu phân chia thành hai loại liệu không gian liệu thuộc tính 1) Dữ liệu không gian Dữ liệu không gian loại liệu thể xác vị trí không gian thực đối tượng quan hệ đối tượng qua mô tả hình học, mô tả đồ mô tả topology Đối tượng không gian đồ số gồm điểm khống chế tọa độ, địa giới hành chính, đất, lô đất.các công trình xây dựng, hệ thống giao thông, thuỷ văn yếu tố khác có liên quan Các liệu không gian thể đối tượng đồ qua ba yếu tố hình học điểm, đường vùng Các đối tượng không gian cần ghi nhận vị trí không gian đồ, mối liên hệ với đối tượng xung quanh số thuộc tính liên quan để mô tả đối tượng Thông tin vị trí đối tượng đồ phải kèm theo thông tin quan hệ không gian (Topology), thể qua ba kiểu quan hệ: Liên thông nhau, kề nhau, nằm bao Ví dụ: Dữ liệu không gian đất toạ độ góc (điểm), ranh giới ( đường khép kín) miền nằm ranh giới Chúng mô tả ký hiệu đồ dạng đường Đặc biệt CSDL lưu trữ liệu mô tả quan hệ không gian (Topology) đất đối tượng khác xung quanh 2) Dữ liệu thuộc tính ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 12 Dữ liệu thuộc tính gọi liệu phi không gian, liệu thể thông tin đặc điểm cần có yếu tố đồ Cần phân biệt hai loại thuộc tính sau đây: Thuộc tính định lượng: Kích thước, diện tích, độ nghiêng Thuộc tính định tính: Kiểu, màu sắc, tên, tính chất Thông thường liệu thuộc tính thể mã lưu trữ bảng hai chiều Tuỳ theo đặc điểm chuyên đề thuộc tính mà đối tượng xếp vào lớp khác Ví dụ1: Thông tin thuộc tính liệu địa gồm: Số hiệu đất, diện tích, chủ sử dụng đất, địa chỉ, địa danh, phân loại đất, phân hạng đất, giá đất, mức thuế thông tin pháp lý Ví dụ 2: Thông tin thuộc tính liệu trạng rừng gồm: số hiệu lô rừng, tên lô, diện tích lô, trạng thái, loài cây, trữ lượng, v.v 1.3.5 Cấu trúc liệu đồ só Đối với khu vực có lượng thông tin lớn sở liệu xếp nhiều tệp tin khác đặc điểm thông tin tệp tin đa dạng Vì vậy, muốn truy cập nhanh chóng xác thông tin cần phải tổ chức liên kết chúng cách khoa học, cấu trúc liệu Mỗi phần mềm quản lý thông tin thường xếp ghi nhớ tệp tin tệp riêng theo thứ tự theo số nhận dạng Hiện sở liệu thường sử dụng ba loại cấu trúc là: cấu trúc phân cấp, cấu trúc quan hệ cấu trúc mạng Tuy nhiên đồ số địa cấu trúc quan hệ thường sử dụng Trong cấu trúc quan hệ tệp tin thường ghi bảng hai chiều Ngoài việc truy cập theo trình tự phân cấp, tìm kiếm sở liệu thông qua mối quan hệ trực tiếp gia tệp nhờ số nhận dạng Loại cấu trúc có ưu điểm giảm thông tin ghi trùng lặp, dễ truy cập, bổ sung dễ chỉnh sửa liệu ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 13 1.3.6 Sơ đồ khái chung làm đồ số GIS Hình1.1: Sơ đồ tổng quan làm đồ GIS Nhìn vào sơ đồ (Hình1.1) ta nhận thấy: Để làm đồ số GIS sở liệu lấy từ nhiều nguồn như: số liệu điều tra đo đạc trực tiếp thực địa, Bản đồ giấy, tư liệu viễn thám Mỗi loại tư liệu có đặc điểm riêng có phương pháp nhập sở liệu khác Sản phẩm đầu GIS đồ số, khác đồ đầu vào chất lượng dễ dng cập nhật khai thác thông tin thuận lợi nhờ trợ giúp máy tính 1.4 ưu điểm việc ứng dụng HTTĐL xây dựng đồ Hiện hầu hết lĩnh vực chuyên ngành Địa chất, Địa lý, Trắc địa đồ, Quy hoạch đô thị, Bảo vệ môi trường quan tâm tới GIS khai thác chúng với mục đích riêng biệt vì: GIS hệ thống tự động quản lý, lưu trữ, tìm kiếm liệu chuyên ngành với phát triển máy tính đặc biệt chúng có khả ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 14 biến đổi liệu mà công việc thực phương pháp thô sơ GIS có khả chuẩn hoá ngân hàng liệu để đưa vào hệ thống xử lý khác nhau, phát triển khả khai thác liệu GIS có khả biến đổi liệu để đáp ứng toán cụ thể cần giải GIS cung cấp thông tin xác cho người sử dụng với khả dự đoán diễn biến theo thời gian Đồng thời GIS cho biến dạng thông tin Trong công tác xây dựng quản lý đồ, GIS có số thuận tiện sau: - Tạo đồ đồ cũ nhanh rẻ - Với đồ chuyên đề mô tả chuyên đề phép chồng xếp lớp thông tin cho đồ với mục đích tổng quát chứa đựng nhiều thông tin - Thuận tiện việc tạo cập nhật đồ liệu dạng số - Thuận tiện phân tích liệu mà liệu yêu cầu tương tác phân tích thống kê với đồ - Tối thiểu hoá việc sử dụng đồ nơi lưu trữ liệu (chỉ cần sử dụng lệnh đơn giản làm xuất thông tin thay cho ký hiệu mặt đồ) - Việc tra cứu thông tin đồ thực nhanh xác - Rất thuận lợi việc tổng hợp thống kê liệu thuộc tính Như vậy: Hệ thống thông tin địa lý công cụ làm đồ tuyệt vời mà công cụ để quản lý, lưu trữ khai thác thông tin thuận lợi ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 15 Chương 2: Hệ thống thông tin địa lý yếu tố 2.1 Khái niệm Về bản, phát triển công nghệ thông tin dẫn đến phát triển song song tự động hoá công tác thu thập liệu, phân tích liệu, trình bày liệu nhiều lĩnh vực rộng lớn Trắc địa đồ, Địa chất, Nông Lâm nghiệp, Quy hoạch phát triển, Môi trường Do có nhiều công việc phải xử lí thông tin liên quan phối hợp nhiều chuyên ngành khác nên cần phải có hệ thống quản lý, liên kết liệu từ nhiều nguồn khác đồ loại, ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, số liệu quan trắc, điều tra, khảo sát Hay nói cách khác cần phải phát triển hệ thống công cụ để thu thập tìm kiếm, biến đổi hiển thị liệu không gian từ giới thực nhằm phục vụ mục đích cụ thể tập hợp công cụ hệ thống thông tin địa lý Đó hệ thống thể đối tượng từ giới thực thông qua liệu như: - Vị trí đối tượng thông qua hệ toạ độ - Các thuộc tính đối tượng - Quan hệ không gian đối tượng Từ hệ thống thông tin địa lý định nghĩa sau: Hệ thống thông tin địa lý, hệ thống bao gồm: máy tính thiết bị ngoại vi, phần mềm sở liệu đủ lớn đội ngũ chuyên gia có khả thu thập, cập nhật, quản trị phân tích, biểu diễn liệu địa lý phục vụ giải toán ứng dụng có liên quan đến vị trí địa lý bề mặt trái đất Nếu nhìn góc độ khác định nghĩa: Hệ thống thông tin địa lý công cụ để xây dựng đồ số với chức thu thập, cập nhật, quản trị, phân tích khai thác thông tin đò ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 16 Như hệ thống thông tin địa lý khác với hệ thống thông tin quản lý chung chỗ, chủ yếu vào mô tả việc nghiên cứu tồn thực thể không gian mối quan hệ chúng Nói cách khác thống thông tin địa lý bắt nguồn từ nhu cầu hệ thống thông tin khác hệ thống thông tin đồ, hệ thống thông tin tài nguyên, hệ thống thông tin môi trường mà tiền đề sở để xây dựng hệ thống thông tin chuyên ngành 2.2 Giới thiệu thành phần HTTĐL Theo định nghĩa, công nghệ GIS hiểu hệ thống kiến trúc từ thành phần là: Phần cứng, phần mềm, sở liệu người sử dụng, Các thành phần phải cân đối, liên quan mật thiết với hệ thống hoạt động tốt 2.2.1 Phần cứng - Máy tính thiết bị ngoại vi Về hệ thống thiết bị phần cứng hệ thống thông tin địa lý bao gồm phần Bộ xử lý trung tâm (CPU), thiết bị đầu vào bàn số hoá, máy quét, thiết bị thu nhận thông tin điện từ thiết bị lưu trữ (bộ nhớ ngoài), thiết bị hiển thị (màn hình), thiết bị in (máy vẽ) v.v Máy tính gọi xử lý trung tâm (CPU) nối với thiết bị chứa nhớ (ổ đĩa) để chứa không gian lưu trữ số liệu chương trình Máy số hoá thiết bị chuyên dụng khác có nhiệm vụ chuyển hoá số liệu từ đồ tư liệu thành dạng số đưa vào máy tính Máy vẽ (Plotter) loại thiết bị tương tự khác sử dụng để xuất liệu dạng số hình vật liệu in Sự liên hệ nội bên máy tính cấu thành phần cứng thực thông qua hệ thống mạng với đường dẫn liệu đặc biệt ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 17 Người sử dụng thiết bị máy tính liên kết với thiết bị ngoại vi khác máy in, máy vẽ, máy số hoá thiết bị ngoại vi khác thông qua thiết bị hiển thị hình ảnh (Video Display Unit - VDU) phép sản phẩm đầu hiển thị nhanh chóng (Hình 2.1) Hình 2.1.: Sơ đồ tổ chức cấu thành hệ phần cứng HTTĐL 2.2.2 Phần mềm chức HTTĐL Phần mềm gồm có bốn loại, là: phần mềm hệ thống, phần mềm quản trị, phần mềm ứng dụng Các phần mềm lĩnh vực Hệ thống thông tin địa lý phải bảo đảm chức sau đây: Các liệu không gian thu thập từ nguồn liệu khác đồ, tư liệu viễn thám, số liệu đo ngoại nghiệp phải có chức liên kết xử lý đồng Có khả lưu trữ, sửa chữa đồng nhóm liệu không gian nhanh chóng để phục vụ phân tích cho phép biến đổi nhanh xác liệu không gian ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 18 Đảm bảo khả phân tích trạng thái khác nhau, có khả thay đổi cấu trúc liệu phục vụ người dùng, nguyên tắc để kết nạp sản phẩm, biện pháp đánh giá chất lượng sản phẩm nguyên tắc xử lý chuẩn thông tin theo không gian, thời gian theo kiểu mẫu thích hợp khác Các liệu phải có khả hiển thị toàn phần theo thông tin gốc, liệu qua xử lý cần phải thể tốt bảng biểu hay loại đồ Chính định nghĩa phần mềm sau: Phần mềm HTTĐL tập hợp câu lệnh, thị nhằm điều khiển phần cứng máy tính thực nhiệm vụ xác định Phần mềm lưu giữ máy tính chương trình nhớ hệ thống nhằm cung cấp thư mục hoạt động hệ thống sở máy tính Phần mềm chia làm hai lớp: - Lớp phần mềm mức thấp: Hệ điều hành sở - Lớp phần mềm mức cao: Các chương trình ứng dụng, dùng thực việc thành lập đồ thao tác phân tích không gian địa lý Vai trò đặc tính phần mềm gắn liền với kiến trúc phần cứng sử dụng máy tính tiến công nghệ tin học Ngày phần lớn phần mềm GIS giao diện thân thiện với người sử dụng Trong HTTĐL phần mềm có chức quản lý, lưu trữ, tìm kiếm, thể hiện, trao đổi xử lý liệu không gian liệu thuộc tính Quá trình thực chúng qua bước sau: - Nhập số liệu kiểm tra số liệu - Lưu trữ số liệu quản lý sở liệu - Xuất liệu trình bày liệu - Biến đổi liệu - Đối tác với người sử dụng ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 19 Nhập liệu kiểm tra liệu Nhập liệu biến đổi liệu thu thập hình thức đồ, quan trắc đo đạc ngoại nghiệp máy cảm nhận (bao gồm máy chụp ảnh hàng không, vệ tinh thiết bị ghi) thành dạng số Hiện nay, có loạt công cụ máy tính dùng cho mục đích này, bao gồm đầu tương tác thiết bị hình (VDU), bàn số hóa (Digitizer), danh mục tập số liệu tập văn bản, máy quét (Scanner) thiết bị cần thiết cho việc ghi số liệu viết tên phương tiện từ băng đĩa từ Việc nhập liệu kiểm tra liệu cần thiết cho việc xây dựng sở liệu địa lý Hình 2.2: Nhập liệu HTTĐL Lưu trữ quản lý liệu Việc lưu trữ quản lý liệu đề cập tới việc tổ chức liệu vị trí, mối liên kết topo, tính chất yếu tố địa lý (Điểm, đường, diện tích) biểu thị đối tượng mặt đất (Polygon) Chúng tổ chức quản lý theo cấu trúc, khuôn dạng riêng tuỳ thuộc vào chức phần mềm ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 20 [...]... vậy: Hệ thống thông tin địa lý không những là bộ công cụ làm bản đồ tuyệt vời mà nó còn là bộ công cụ để quản lý, lưu trữ và khai thác thông tin thuận lợi nhất ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 15 Chương 2: Hệ thống thông tin địa lý và những yếu tố cơ bản của nó 2.1 Khái niệm Về cơ bản, sự phát triển của công nghệ thông tin đã dẫn... hiện chúng qua các bước sau: - Nhập số liệu và kiểm tra số liệu - Lưu trữ số liệu và quản lý cơ sở dữ liệu - Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu - Biến đổi dữ liệu - Đối tác với người sử dụng ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 19 Nhập dữ liệu và kiểm tra dữ liệu Nhập dữ liệu là biến đổi các dữ liệu thu thập được dưới hình thức bản... hệ không gian giữa các đối tượng Từ đó hệ thống thông tin địa lý có thể được định nghĩa như sau: Hệ thống thông tin địa lý, đó là một hệ thống bao gồm: máy tính và các thi t bị ngoại vi, phần mềm và một cơ sở dữ liệu đủ lớn cùng đội ngũ chuyên gia có khả năng thu thập, cập nhật, quản trị và phân tích, biểu diễn dữ liệu địa lý phục vụ giải quyết các bài toán ứng dụng có liên quan đến vị trí địa lý trên... liệu là rất cần thi t cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý Hình 2.2: Nhập dữ liệu trong HTTĐL Lưu trữ và quản lý dữ liệu Việc lưu trữ và quản lý dữ liệu đề cập tới việc tổ chức các dữ liệu về vị trí, các mối liên kết topo, các tính chất của các yếu tố địa lý (Điểm, đường, diện tích) biểu thị các đối tượng trên mặt đất (Polygon) Chúng được tổ chức và quản lý theo những cấu trúc, khuôn dạng riêng tuỳ... độ khác thì có thể định nghĩa: Hệ thống thông tin địa lý là bộ công cụ để xây dựng bản đồ số cùng với các chức năng thu thập, cập nhật, quản trị, phân tích và khai thác thông tin bản đò ======================================================== Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý ĐHLN - 2010 16 Như vậy hệ thống thông tin địa lý khác với hệ thống thông tin quản lý chung chính là ở chỗ, nó chủ yếu đi vào... không gian và mối quan hệ giữa chúng Nói một cách khác thì hề thống thông tin địa lý không những được bắt nguồn từ những nhu cầu của các hệ thống thông tin khác như hệ thống thông tin bản đồ, hệ thống thông tin tài nguyên, hệ thống thông tin môi trường mà nó còn là tiền đề là cơ sở để xây dựng những hệ thống thông tin chuyên ngành 2.2 Giới thi u các thành phần cơ bản của HTTĐL Theo định nghĩa, công... thống thông tin địa lý phải bảo đảm được 4 chức năng sau đây: Các dữ liệu không gian thu thập từ các nguồn dữ liệu khác nhau như bản đồ, tư liệu viễn thám, số liệu đo ngoại nghiệp phải có được chức năng liên kết và xử lý đồng bộ Có khả năng lưu trữ, sửa chữa đồng bộ các nhóm dữ liệu không gian nhanh chóng để phục vụ các phân tích tiếp theo và còn cho phép biến đổi nhanh và chính xác các dữ liệu không gian... và cơ sở dữ liệu thuộc tính bao gồm các đặc điểm tính chất của đối tượng Đối với hệ thống bản đồ địa chính cần xây dựng Cơ sở dữ liệu địa chính Cơ sở dữ liệu này gồm hai phần cơ bản đó là CSDL bản đồ địa chính và CSDL hồ sơ địa chính CSDL địa chính là phần quan trọng của hệ thống thông tin đất đai, Nó không những phục vụ trực tiếp cho công tác quản lý đất đai mà còn phục vụ gián tiếp đến công tác Quy... dữ liệu được phân chia thành hai loại là dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính 1) Dữ liệu không gian Dữ liệu không gian là loại dữ liệu thể hiện chính xác vị trí trong không gian thực của đối tượng và quan hệ giữa các đối tượng qua mô tả hình học, mô tả bản đồ và mô tả topology Đối tượng không gian của bản đồ số gồm các điểm khống chế tọa độ, địa giới hành chính, các thửa đất, các lô đất.các công... cơ sở dữ liệu và người sử dụng, Các thành phần đó phải cân đối, liên quan mật thi t với nhau thì hệ thống mới hoạt động được tốt 2.2.1 Phần cứng - Máy tính và các thi t bị ngoại vi Về cơ bản hệ thống thi t bị phần cứng của một hệ thống thông tin địa lý bao gồm các phần chính là Bộ xử lý trung tâm (CPU), các thi t bị đầu vào như bàn số hoá, máy quét, các thi t bị thu nhận thông tin điện từ các thi t bị