HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)
(Ch1 – Giới thiệu GIS)
Phan Trọng Tiến Department of Software Engineering Hanoi University of Agriculture Office location: 3rd floor, Administrative building Office phone: (04)38276346, Ext: 132 Website: http://fita.hua.edu.vn/pttien
Email:ptgtien@hua.edu.vn or phantien84@gmail.com
B c tranh l n v công ngh c a th k 21
ớ ề
ệ ủ
ế ỷ
ứ
(Nanotechnology) Geotechnology (Biotechnology)
Geographic Information Geographic Information Systems (GIS) Systems (GIS)
Global Positioning Global Positioning System (GPS) System (GPS)
Remote Sensing Remote Sensing (RS) (RS)
GPS/GIS/RS GPS/GIS/RS
Where Where
is What is What
ồ ồ
ứ ủ ứ ủ
Quy t c mô hình hóa Quy t c mô hình hóa
ắ ắ
Miêu t Miêu t
b n đ b n đ
ả ả ả ả
ồ ồ
ố ố
) c a các ) c a các ng v t lý ậ ng v t lý ậ
B n đ bao g m ả ồ B n đ bao g m ả ồ vi c s p x p đúng ệ ắ ế vi c s p x p đúng ệ ắ ế (mô t ả ủ (mô t ả ủ đ i t ố ượ đ i t ố ượ
Phân tích bao g m ồ Phân tích bao g m ồ nghiên c u c a nghiên c u c a các m i quan h ệ các m i quan h ệ không gian không gian (s )ố(s )ố
(đồ họa) (đồ họa)
GIS là gì?
ấ
ề ệ ố
ị
Có r t nhi u đ nh nghĩa v h th ng ề thông tin đ a lý (GIS): ị
ợ ộ ậ ầ ứ ầ
ớ c thi ượ
ậ
(1). Là m t t p h p các ph n c ng, ph n m m ề máy tính cùng v i các thông tin đ a lý. T p ị ậ t k đ thu th p, l u tr , h p này đ ữ ư ậ ế ế ể ợ c p nh t, thao tác, phân tích, th hi n t t c ể ệ ấ ả ậ các hình th c thông tin mang tính không gian. ứ
GIS là gì?
ả
ữ ộ ệ ố ử ụ
ả ộ ệ ố
ề ặ ế
ớ ữ ệ
(3). Là m t công c máy tính đ l p b n đ và ả ộ
(2). Là m t h th ng máy tính có kh năng l u ư các v trí (n i) tr và s d ng d li u mô t ơ ị ữ ệ trên b m t trái đ t -M t h th ng đ c g i ượ ọ ấ là GIS n u nó có các công c h tr cho vi c ệ ụ ỗ ợ thao tác v i d li u không gian. ể ậ ụ ng ự ậ ồ th c ự trên trái ệ ượ
phân tích các s v t, hi n t đ t.ấ
CÁC B PH N C U THÀNH C A GIS Ộ Ậ Ủ Ấ
• Phần cứng – các thiết bị mà người sử dụng có thể thao tác với các chức năng của GIS (Máy tính, các thiết bị ngoại vi, PDA’s, mobile phones, etc.)
CÁC B PH N C U THÀNH C A GIS Ộ Ậ Ủ Ấ
• Phần mềm – Các chương trình mà chạy trên máy của người sử dụng; được thiết kế cho việc điều khiển và phân tích các dữ liệu không gian:ArcView, ArcGIS (ESRI), MapInfo Professional (MAPINO), ERDAS Imagine,...) • Cơ sở dữ liệu – Vị trí địa lý, thuộc tính của đối tượng, mối quan hệ không gian của các thông tin, và thời gian.
CÁC B PH N C U THÀNH C A GIS Ộ Ậ Ủ Ấ
C S D LI U Ơ Ở Ữ Ệ
Trong ví dụ này, các đường phố được thể hiện trong cơ sở dữ liệu GIS.
Hình học
Dạng hình học của chúng là
các đường.
Thuộc tính
Mỗi đường có thể được mô tả bởi tên , hoặc mã,.. gọi là các thuộc tính của đối tượng.
Topology
Quan hệ không gian
topology giữa hai đường có thể là cắt nhau hoặc song song.
CÁC B PH N C U THÀNH C A GIS
Ộ Ậ
Ủ
Ấ
Phương pháp –Kỹ thuật và các thao tác được sử dụng để nhập, quản lý, phân tích và thể hiện các dữ liệu không gian và bảo đảm chất lượng của nó (số hoá, xây dựng CSDL, phân tích không gian, xây dựng bản đồ, metadata) Con người – Những người sử dụng, thiết kế, xây dựng, duy trì và bảo dưỡng chương trình của GIS, cung cấp dữ liệu, giải thích và báo cáo kết quả.
Quan hệ GIS với các ngành khoa học khác
GIS là ngành khoa học được xây dựng trên các tri thức của nhiều ngành khoa học khác nhau: Ngành địa lý Ngành bản đồ (Catography) Công nghệ viễn thám (Remote Sensing) Ảnh máy bay Bản đồ địa chính Khoa đo đạc
Quan hệ GIS với các ngành khoa học khác
Công nghệ thông tin Toán học Ngành thống kê Quy hoạch đô thị Quy hoạch vùng Quy hoạch môi trường Quản lý tài nguyên
ụ
ệ
M c đích chung c a các H Thông ủ tin đ a lýị
Nhập dữ liệu Thao tác dữ liệu Quản lý dữ liệu Hỏi đáp và phân tích Hiển thị
Nhập dữ liệu
Trước khi dữ liệu địa lý có thể được dùng cho GIS, dữ liệu này phải được chuyển sang dạng số thích hợp. Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữ liệu dạng số được gọi là quá trình số hoá.
Có thể thực hiện tự động hoàn toàn quá trình này với công nghệ quét ảnh cho các đối tượng lớn; những đối tượng nhỏ hơn đòi hỏi một số quá trình số hoá thủ công (dùng bàn số hoá)
Thao tác d li u ữ ệ
Công nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ
cho các thao tác trên dữ liệu không gian và cho loại bỏ dữ liệu không cần thiết.
ả
Qu n lý d li u ữ ệ
Qu n lý d li u ữ ệ
ả
Sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS)
Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, nhưng trong GIS cấu trúc quan hệ tỏ ra hữu hiệu nhất.
để giúp cho việc lưu giữ, tổ chức và quản lý thông tin. Một DBMS chỉ đơn giản là một phần mền quản lý cơ sở dữ liệu.
ỏ
H i đáp và phân tích
ộ
ị
ộ ệ ỏ
ả
góc ph ?
M t khi đã có m t h GIS l u gi ữ ư ỏ ơ ố
ấ ở
ị
đâu?
các thông tin đ a lý, có th b t đ u h i các câu h i đ n gi n nh : ư ể ắ ầ Ai là ch m nh đ t ủ ả Hai v trí cách nhau bao xa? Vùng đ t dành cho ho t đ ng công nghi p ạ ộ
ệ ở
ấ
T t c các v trí thích h p cho xây d ng các toà nhà m i
ự
ớ
ợ
ồ ng qu c l
m i
ố ộ ớ ở
đây, giao thông s ẽ
Và các câu h i phân tích nh : ỏ ư ị đâu? Ki u đ t u th cho r ng s i là gì? ấ ư ế N u xây d ng m t đ ự ưở
ấ ả n m ằ ở ể ế ch u nh h ị ả
ừ ộ ườ ng nh th nào? ư ế
H i đáp và phân tích
ỏ
Phân tích liền kề:
Tổng số khách hàng trong bán kính 10 km khu
hàng?
Những lô đất trong khoảng 60 m từ mặt
đường? > GIS sử dụng phương pháp vùng đệm để xác định mối quan hệ liền kề giữa các đối tượng.
H i đáp và phân tích
ỏ
Phân tích chồng xếp
Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông
tin khác nhau.
Đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được
liên kết vật lý.
Sự chồng xếp này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu về đất, độ dốc, thảm thực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế.
Hi n thể
ị
Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng được hiển thị tốt nhất dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ.
Bản đồ hiển thị có thể được kết hợp với các bản báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác (đa phương tiện).
Phân biệt GIS với một số hệ thống thông tin khác?
GIS liên quan m t thi
ậ ế ớ ộ ố ệ ố
ả ế ế ồ
ệ ố ễ
ầ ả
t v i m t s h th ng thông tin khác nh : ư Desktop Mapping (thành t k nh mày l p b n đ ), CAD (tr giúp thi ờ ợ ậ tính), Vi n thám và GPS (h th ng đ nh v ị ị toàn c u), DBMS (H qu n tr c s d li u) ị ơ ở ữ ệ . ệ Nhưng chỉ GIS mới có khả năng phân tích
dữ liệu địa lý.
Phân biệt GIS với một số hệ thống thông tin khác?
Desktop Mapping (thành l p b n đ )
Sử dụng bản đồ để tổ chức dữ liệu và tương
tác người dùng.
Trọng tâm của hệ thống này là thành lập bản
đồ: bản đồ là cơ sở dữ liệu.
Hạn chế hơn so với GIS về khả năng quản lý dữ liệu, phân tích không gian và khả năng tuỳ biến.
ậ ả ồ :
Phân biệt GIS với một số hệ thống thông tin khác?
CAD (tr giúp thi
Trợ giúp cho việc tạo ra các bản thiết kế xây
dựng nhà và cơ sở hạ tầng.
CAD yêu cầu một số quy tắc về việc tập hợp
các thành phần và các khả năng phân tích rất giới hạn.
Hệ thống CAD có thể được mở rộng để hỗ trợ bản đồ nhưng thông thường bị giới hạn trong quản lý và phân tích các cơ sở dữ liệu địa lý lớn.
t k nh mày tính) ợ ế ế ờ
Phân biệt GIS với một số hệ thống thông tin khác?
ễ
ị ỹ
ế
ạ
ế ị
ứ ề ặ bi n nh quay camera t ư GPS ho c các thi ặ ậ ữ ệ ạ ả
ấ
ữ ả
ỏ
Vi n thám và GPS (h th ng đ nh v toàn c u) ệ ố Nghiên c u b m t trái đ t s d ng k thu t c m ừ t b khác. Thu th p d li u d ng nh và cung c p các kh ả năng thao tác, phân tích và mô ph ng nh ng nh này.
Do thi u các tính năng phân tích và qu n lý d li u
ữ ệ
ế
ể ọ
ả đ a lý, nên không th g i là GIS th c s . ự ự ị
ị ầ ậ ả ấ ử ụ máy bay, các tr m thu
Phân biệt GIS với một số hệ thống thông tin khác?
t c các d ng
ấ ả
ạ
DBMS (H qu n tr c s d li u) ị ơ ở ữ ệ ả Chuyên v l u tr và qu n lý t ả ữ ề ư d li u bao g m c d li u đ a lý. ị ả ữ ệ ồ ữ ệ Nhi u h GIS đã s d ng DBMS v i m c ử ụ ề
ụ
ệ
ớ
đích l u tr d li u.
ữ ữ ệ
ư
DBMS không có các công c phân tích và mô
ụ
ph ng nh GIS.
ư
ỏ
ệ
M t s ng d ng c a GIS ụ
ộ ố ứ
ủ
Dịch vụ khẩn cấp: Cứu hoả và cảnh sát Quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên và môi
trường: Giám sát và mô hình hoá
Thương mại: Tìm vị trí, hệ thống phân phối Công nghiệp: Giao thông, liên lạc, mỏ, đường
ống và chăm sóc sức khoẻ.
Giáo dục: Nghiên cứu, Công cụ dạy học, quản lý.
