Bài giảng Phân tích không gian I (Basic Spatial Analysis): Bài 1 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Chia sẻ: Bình An | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Phân tích không gian I (Basic Spatial Analysis) - Bài 1: Nhập môn phân tích không gian (Introduction to basic spatial analysis). Những nội dung chính được trình bày trong chương gồm có: Khái niệm (concepts), mục đích (objectives), lịch sử (history), mối quan hệ liên ngành (multidisciplinary relationship), đối tượng nghiên cứu (research subjects), phân loại (classification), tiến trình (process). Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Phân tích không gian I (Basic Spatial Analysis): Bài 1 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN | BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN Nhập môn phân tích không gian (Introduction to basic spatial analysis) 1
Nội dung  Khái niệm (Concepts)  Mục đích (Objectives)  Lịch sử (History)  Mối quan hệ liên ngành (Multidisciplinary relationship)  Đối tượng nghiên cứu (Research subjects)  Phân loại (Classification)  Tiến trình (Process) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 2
Phân tích (dữ liệu) không gian là gì? Phân tích Dữ liệu không gian Chia nhỏ hệ thống thành các bộ Dữ liệu gồm 2 phần: phận  sáng tỏ bản chất và mối không gian và thuộc tính. quan hệ bên trong, từ đó xác định nguyên tắc hoạt động của hệ thống. Phân tích không gian Chia nhỏ dữ liệu thành các đối tượng  sáng tỏ bản chất và mối quan hệ địa lý giữa các đối tượng trên 1 hoặc nhiều lớp dữ liệu, từ đó rút ra thông tin mới. Longley et al. 2005 # Các phương pháp mà kết quả thay đổi khi vị trí của các đối tượng (dữ liệu) được phân tích thay đổi. Goodchild, 1988 Phân tích không gian tạo ra giá trị gia tăng (sản phẩm, thông tin mới) cho dữ liệu ban đầu. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 3
Một số ví dụ về phân tích không gian  Nhà địa chấn học thu thập dữ liệu về các trận động đất.  Phân bố này có tuân theo mô hình không gian hoặc cho phép dự báo động đất không?  Ngành y tế thu thập dữ liệu về sự xuất hiện của các loại bệnh.  Phân bố của các ca mắc có theo mô hình nào không?  Có tồn tại hay không mối liên kết giữa ca bệnh với các nguồn gây ô nhiễm môi trường?  Nhà địa chất học ước tính trữ lượng khoáng sản trong một khu vực cụ thể dựa trên dữ liệu mẫu lỗ khoan được lấy từ các địa điểm nằm rải rác khắp khu vực.  Bằng cách nào có thể thực hiện phép ước tính trữ lượng hợp lý?  Nhà thủy văn học thu thập dữ liệu về nồng độ hóa chất độc hại trong các mẫu lấy từ một loạt các giếng nước.  Có thể sử dụng các mẫu trên để xây dựng bản đồ các khu vực ô nhiễm hay không? Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 4
Phần không gian Bài tập 1 0 1  Trong mặt phẳng Oxy (đơn vị: m), cho lớp khí hậu với phần không gian được gán nhãn theo FID X 2 trong bảng thuộc tính 1. Phân tích nào chỉ cần dùng phần không gian của dữ liệu? A. Tính lượng mưa của vùng có diện tích nhỏ nhất? Y B. Tính giá trị lượng mưa thấp nhất? Phần thuộc tính C. Tính khoảng biến thiên của nhiệt độ? FID Shape Nhiệt độ Lượng mưa D. Tính chu vi của vùng FID=1? (ºC) (mm) 2. Phân tích nào cần dùng cả phần không gian 0 Polygon 33 1000 lẫn thuộc tính của dữ liệu? 1 Polygon 34 1000 A. Xác định giá trị nhiệt độ cao nhất? 2 Polygon 34 1500 B. Tính diện tích của vùng FID=0? 3 Polygon 35 2000 C. Tính tổng lượng mưa của toàn vùng? D. Xác định trọng tâm của vùng FID=3? Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 5
Mục đích của phân tích không gian  Về bản chất, phân tích không gian nhằm:  Nhận diện, mô tả mô hình (How?) Mô hình điểm dân cư phân bố theo cụm (cluster)  Nhận diện, thấu hiểu quá trình (Why?) Khả năng tiếp cận giao thông Khả năng tiếp cận lao động Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 6
Tiêu chí chọn nơi ở: “Nhất cận thị, nhị cận giang, tam cận lộ”  Nhất cận thị  Tam cận lộ  Thị= chợ  đô thị lớn, trung tâm  Lộ = đường. thành phố.  Thuận lợi để lưu thông.  Dễ dàng tiếp cận các tiện nghi như trung tâm thương mại, y tế, giáo dục, văn hóa, giải trí đa dạng và hiện đại.  Nhị cận giang  Giang = sông.  Phục vụ nhu cầu sinh hoạt, trồng trọt và giao thương.  Tầm nhìn đẹp, khí hậu trong lành. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 7
Mục đích của phân tích không gian  Về nhận thức, phân tích không gian nhằm:  Tăng cường hiểu biết của con người về các quá trình diễn ra trong thế giới thực.  Đánh giá các bằng chứng ủng hộ/ bác bỏ giả thuyết khác nhau liên quan đến nó.  Dự đoán giá trị trong khu vực không có dữ liệu quan trắc. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 8
Phân loại lớp phủ đất  Phân loại lớp phủ đất tại tỉnh Bà Bản đồ lớp phủ đất các năm 1995, 2005, 2015, 2022 Rịa – Vũng Tàu các năm 1995, 2005, 2015, 2022 dựa trên ảnh vệ tinh quang học Landsat đa thời gian. Nguyễn Duy Liêm et al. 2023. Xây dựng bản đồ diễn biến lớp phủ đất bằng công nghệ viễn thám tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Dự án “Quan trắc, thống kê, cập nhật thông tin, dữ liệu về đa dạng sinh học và cơ sở dữ liệu về đa dạng sinh học trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu”. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 9
Mô phỏng đa dạng loài thực vật  Độ giàu loài thực vật tại tỉnh Bản đồ độ giàu loài giai đoạn 1980-1990 Bản đồ độ giàu loài giai đoạn 1990-2000 Bà Rịa – Vũng Tàu trong giai đoạn 1980-2020. Bản đồ độ giàu loài giai đoạn 2000-2010 Bản đồ độ giàu loài giai đoạn 2010-2020 Nguyễn Duy Liêm et al. 2023. Xây dựng bản đồ đa dạng sinh học thực vật tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Dự án “Đánh giá tác động của việc thay đổi sử dụng đất đến đa dạng sinh học, chức năng sinh thái của hệ sinh thái tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu”. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 10
Dự báo sử dụng đất  Dự báo không gian của các loại hình Bản đồ mô phỏng sử dụng đất từ 2025 đến 2050 sử dụng đất tại tỉnh Kon Tum đến năm 2025, 2030, 2035, 2040, 2045, 2050. Nguyễn Duy Liêm et al. 2022. Dự báo thay đổi sử dụng đất tại tỉnh Kon Tum đến giữa thế kỉ 21. Đề tài “Ứng dụng công nghệ không gian địa lý (viễn thám, GIS và GPS) trong quản lý quy hoạch và phát triển bền vững vùng trồng cây ăn trái trên địa bàn tỉnh Kon Tum dưới tác động của biến đổi khí hậu”. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 11
Dự báo phân bố không gian của độ mặn  Dự báo độ mặn (‰) từ tuần 1 đến tuần 23 năm 2021 tại các cửa sông Mê Kông Thai Tran Thanh et al. 2022. Performance Evaluation of Auto-Regressive Integrated Moving Average Models for Forecasting Saltwater Intrusion into Mekong River Estuaries of Vietnam. Vietnam Journal of Earth Sciences 44(1): 18–32. https://doi.org/10.15625/2615-9783/16440. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 12
Bài tập 2 1. Ví dụ nào sau đây nhằm “dự đoán dân cư, sau đó sử dụng phân tích giá trị trong khu vực không có dữ không gian để kiểm tra xem mật độ liệu quan trắc”? tiện ích cao có góp phần gia tăng A. Xác định hướng dòng chảy từ mô mức độ hạnh phúc của cư dân hay hình độ cao số không. Mục tiêu của phân tích không B. Ước lượng giá nhà đất tại các khu gian trong trường hợp này là gì? vực chưa có dữ liệu A. Xác định số lượng tiện ích công cộng C. Lập biểu đồ phân bố thực vật theo độ trong mỗi khu vực dân cư. cao địa hình của dãy núi B. Đánh giá mức độ hạnh phúc của cư D. Phân tích mối quan hệ giữa ô nhiễm dân dựa trên các tiện ích. không khí và tỷ lệ mắc bệnh tim mạch C. Thành lập bản đồ phân phối tiện ích 2. Một nhóm nghiên cứu thu thập dữ công cộng trong thành phố. liệu về vị trí và số lượng tiện ích D. Tìm hiểu mối liên hệ giữa tiện ích công cộng (như công viên, trường công cộng và mức độ hạnh phúc học, bệnh viện) trong các khu vực của cư dân. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 13
Lịch sử phân tích không gian  Phân tích dữ liệu không gian ra đời từ 1850’s.  Hè năm 1854, một đợt dịch tả tồi tệ nhất thế giới bùng phát tại Luân Đôn, với 616 ca tử vong. Dr. John Snow (1813 – 1858)  Bác sĩ John Snow, hợp tác với linh mục Henry Whitehead, đã xác định vị trí phát sinh ổ dịch là từ một cây nước trên Broad Street.  Bằng bản đồ vẽ tay mô tả khu vực và số ca tử vong trong mỗi hộ, John Snow đã thuyết phục chính quyền địa phương đóng cây nước này. Henry Whitehead (1825 – 1896)  8/9/1854, cây nước này chính thức ngừng hoạt động.  Nhờ đó, dịch tả đã được dập tắt. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 14
Lịch sử phân tích không gian  Bản đồ vị trí các ca tử vong dịch tả (John Snow’s cholera map, 1854)  John Snow thống kê cho thấy tỉ lệ tử vong vì bệnh tả cao trong các hộ và cơ sở thương mại gần cây nước trên Broad Street.  Phát hiện của Dr. John Snow đã khẳng định tầm quan trọng và ý nghĩa của việc ứng dụng dữ liệu địa lý trong nghiên cứu y tế và nhiều lĩnh vực xã hội khác. Cây nước Cây nước bị ô nhiễm Ca tử vong Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 15
John Snow’s cholera map (1854)  Cây nước P  Ca tử vong Cao Cây nước bị ô nhiễm Thấp Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 16
Mối quan hệ liên ngành của phân tích không gian  GIS  Khoa học máy tính  Cung cấp dữ liệu không gian;  Phần mềm và thuật toán hỗ trợ phân tích và mô hình hóa không gian;  Thao tác và phân tích dữ liệu vector;  Máy móc mạnh mẽ để thực hiện phân  Xây dựng mô hình không gian. tích không gian.  Viễn thám  Thống kê  Cung cấp dữ liệu raster (ví dụ: lớp phủ  Tínhtoán các thuộc tính của thực thể mặt đất và DEM); không gian;  Phân tích và mô hình hóa dữ liệu  Kiểm định giả thuyết về các mô hình raster. phân phối không gian.  GPS  Xác định, cập nhật thành phần không gian của dữ liệu không gian. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 17
Đối tượng của phân tích không gian  Mối quan hệ không gian  Vị trí của một thực thể không gian trong mối quan hệ với một thực thể khác, hoặc  Sự sắp xếp không gian của một nhóm các thực thể trong cùng một hệ tọa độ. Giao nhau Băng qua Tiếp giáp Chồng lấn … Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 18
Đối tượng của phân tích không gian  Hình mẫu không gian  Sự sắp xếp hoặc phân bố không gian của một nhóm các thực thể không gian có đặc trưng giống hệt nhau hoặc khác nhau. Tập trung Phân tán Điểm nóng Điểm lạnh … Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 19
Đối tượng của phân tích không gian  Quá trình không gian  Sự tiến hóa theo thời gian hoặc chuyển động không gian của một hiện tượng hoặc thực thể không gian trên một khu vực hoặc từ một điểm. Sự lan rộng của cháy rừng Sự phát tán hạt giống trong cảnh quan Sự phát triển đô thị Sự lây lan của bệnh dịch hạch … Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Phân tích không gian I 20