PHẦN II: HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)
I. TỔNG QUÁT
GIS được hình thành từ các ngành khoa học: Địa lý, Bản đồ, Tin học và Toán học. Nguồn gốc của GIS là việc
tạo các bản đồ chuyên đề, các nhà qui hoạch sử dụng phương pháp
chồng lắp bản đồ (overlay), phương pháp này
được mô tả một cách có hệ thống lần đầu tiên
bởi Ô. Jacqueline Tyrwhitt trong quyển sổ tay quy hoạch vào năm
1950, kỹ thuật này còn được sử dụng trong việc tìm kiếm vị trí thích hợp cho các công trình được qui hoạch.
Việc
sử dụng máy tính trong vẽ bản đồ được bắt đầu vào cuối thập niên 50, đầu 60, từ đây khái niệm về GIS ra đời
nhưng chỉ đến những năm 80 thì GIS mới có thể phát huy hết khả năng của mình do sự phát triển mạnh mẽ của công
nghệ phần cứng.
1. Gis là gì ?
Bắt đầu từ thập niên 80, GIS đã trở nên phổ biến trong các lãnh vực thương mại, khoa học
và quản lý, chúng ta
có thể gặp nhiều cách định nghĩa về GIS:
-
Là một tập hợp của các phần cứng, phần mềm máy tính cùng với các thông tin địa lý
(mô tả không gian). Tập hợp này được thiết kể để có thể thu thập, lưu trữ, cập nhật, thao
tác, phân tích, thể hiện tất cả các hình thức thông tin mang tính không gian.
-
GIS là một hệ thống máy tính có khả năng lưu trữ và sử dụng dữ liệu mô tả các vị trí
(nơi) trên bề mặt trái đất
- Một hệ thống được gọi là GIS nếu nó có các công cụ hỗ trợ cho việc thao tác với dữ liệu
không gian
-
Cơ sở dữ liệu GIS là sự tổng lợp có cấu trúc các dữ liệu số hóa không gian và phi không
gian về các đối tượng bản đồ, mối liên hệ giữa các đối tượng không gian và các tính
chất của một vùng của đối tượng
- GIS là từ viết tắt của:
+ G: Geographic - dữ liệu không gian thể hiện vị trí, hình dạng (điểm, tuyến, vùng) + I : Information - thuộc
tính, không thể hiện vị trí (như mô tả bằng văn bản, số, tên...)
+ S: System - Sự liên kết bên trong giữa các thành
phần khác nhau (phần cứng, phần mềm)
Tóm lại, hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information System) là một hệ thống phần
mềm máy tính
được sử dụng trong việc vẽ bản đồ, phân tích các vật thể, hiện tượng tồn tại trên trái đất. Công nghệ GIS tổng hợp các
chức năng chung về quản lý dữ liệu như hỏi đáp
(query) và phân tích thống kê (statistical analysis) với sự
thể hiện trực quan (visualization)
và phân tích các vật thể hiện tượng không gian (geographic analysis) trong
bản đồ. Sự khác
biệt giữa GIS và các hệ thống thông tin thông thường là tính ứng dụng của nó rất rộng trong
việc
giải thích hiện tượng, dự báo và qui hoạch chiến lược.
2. Ứng dụng của gis
Các hệ thống thông tin địa lý đều có các công cụ mạnh để tạo bản đồ, tổng hợp thông tin, thể hiện các sự kiện, giải
quyết các vấn đề phức tạp, thể hiện các ý tưởng. Có thể nói GIS là một công cụ cho nhiều lãnh vực, có thể được sử
dụng bởi cá nhân, tổ chức, trường học, để giải quyết các vấn đề của họ.
Tạo bản đồ và phân tích bản đồ không phải là mới, nhưng GIS đóng vai trò nâng cao chất
lượng, độ chính xác và
nhanh hơn so với cách làm bằng tay truyền thống. Và, trước khi có GIS, chỉ một số ít người có khả năng sử
dụng thông tin địa lý trong việc ra quyết định và
giải quyết vấn đề.
21
Ngày nay, GIS là một công nghệ “đắt giá” (multibillion dollar industry), có hàng trăm ngàn
người trên thế giới đang làm việc với nó. Các nhà chuyên môn của hầu hết các lãnh vực
đang dần dần nhận thấy lợi ích trong phương pháp suy nghĩ và làm việc theo phương diện
địa lý.
3. Thành phần của gis
Một hệ thống được gọi là GIS khi nó bao gồm các thành phần sau:
- Dữ Liệu Không Gian & Dữ Liệu Thuộc Tính (Spatial & Attribute Database ): DLKG:
Mô tả về mặt địa hình như hình dáng, vị trí của đặc trưng bề mặt trái đất, ví dụ như vị trí
của khu đất trên bản đồ, hình dạng bề mặt khu vực v.v... DLTT: Mô tả về tính chất và
giá trị của đặc trưng đó, ví dụ như việc sử dụng đất, người sở hữu, giá trị khu đất, giá trị
cao độ v.v...
- Thành phần Hiển Thị Bản Đồ (Cartographic Display System): Cho phép chọn lọc dữ
liệu trong hệ thống để tạo ra bản đồ mới, sau đó trình bày lên màn hình hoặc đưa ra
máy in,máy vẽ,v.v...
- Thành phần Số Hóa Bản Đồ (Map Digitizing System Database): cho phép chuyển đổi
các bản đồ trên giấy sang dạng số
- Thành phần Quản Lý Dữ Liệu (Database Management System): gồm các module cho
phép người dùng nhập số liệu dạng bảng tính, phân tích và sử lý số liệu v.v... và lập
bảng báo cáo kết quả
- Thành phần Xử Lý Aính (Image Processing System): Nắn chỉnh ảnh, xóa nhiễu, lọc
ảnh, giải đoán ảnh vệ tinh, ảnh máy bay
- Thành phần Phân Tích Thống Kê (Statistical Analysis System): Phân tích tính toán
thống kê
- Thành phần Phân Tích Dữ liệu Không Gian (Geographic Analysis System): Chồng lắp
bản đồ, tạo vùng đệm, tìm vị trí thích nghi...
Hình I.1 dưới đây thể hiện các thành phần cơ bản của một hệ thống GIS:
Anh viãùn thạm
Hã thäng xỉ lyï
anh Bang biãøu thäng kã
Ban âä
Hã thäng
sä hoa
baín âä
Hã thäng
phán
têch
thäng
kã
Hã thäng
phán têch
DL khäng
Dỉỵ Liãûu
Khäng
Gian
Dỉỵ Liãûu
Thuäüc
Tênh Hã thäng
quaín lyï dỉ
liãu
gian
Ban âä
Hã Thäng Hiãn Thë
Ban Âä
22
Bang biãøu
thäng kã
Hình I.1. Các thành phần cơ bản của GIS
Về phương diện quản lý, ta có thấy GIS bao gồm:
-
Phần cứng: Các thiết bị điện tử trên nó GIS hoạt
động, như máy tính, máy in, scaner, digitizer,...
(cơ thể)
-
Phần mềm: Các phần mềm máy tính cho
Phán mãm
phép thực hiện việc lưu trữ, phân tích và Phán cỉng Dỉ liãu
thể hiện thông tin địa lý (bộ óc)
- Dữ liệu: là phần quan trọng nhất. Các dữ
liệu địa lý, mối liên hệ của chúng và các
bảng biểu liên kết có thể được thu thập hay
mua từ nhiều nguồn khác nhau.
- Con người: Hiệu suất sử dụng GIS phụ
thuộc rất lớn vào khả năng của người quản
lý hệ thống và người lập kế hoạch phát
triển việc ứng dụng GIS trong thực tế. GIS
Con ngỉåi Phỉång
phap
có thể được thiết kế sử dụng bởi nhiều chuyên gia
của các lãnh vực khác nhau.
Hçnh I.2. Quan lyï GIS
-
Phương pháp: Sự thành công trong các thao tác với GIS phụ thuộc rất nhiều vào việc
hoạch định phương pháp tiến hành công việc (đề cương chi tiết cho một dự án)
Bàn digitizer A0 và máy in A0
II. CẤU TRÚC DƯ' LIỆU TRONG GIS
Dữ liệu của một hệ thống thông tin địa lý có thể chia thành hai dạng:
- Hình ảnh (không gian)
- Phi hình ảnh (thuộc tính)