Bài giảng Viễn thám và GIS: Chương 2 - ThS. Phạm Thế Hùng

13/06/2016

Chöông 2

NHÖÕNG VAÁN ÑEÀ CÔ BAÛN TRONG GIS

NOÄI DUNG TRÌNH BAØY

 Heä toïa ñoä tham chieáu döõ lieäu khoâng gian

 Moâ hình döõ lieäu khoâng gian

 Moâ hình döõ lieäu thuoäc tính

 Moät soá kyõ thuaät phaân tích khoâng gian cô baûn

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Khaùi nieäm veà heä toïa ñoä coù tính chaát quy öôùc, duøng ñeå xaùc ñònh vò trí vaø moái quan heä giöõa caùc ñoái töôïng ñòa lyù ngoaøi thöïc teá vaø treân baûn ñoà.  A coordinate system is a reference system used to represent the locations of geographic features, such as Global imagery, and observations, Positioning System (GPS) locations, within a common geographic framework. (ESRI)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

toïa ñoä ñòa lyù

 Coù hai loaïi heä toïa ñoä ñöôïc söû duïng trong lónh vöïc (geographic toïa ñoä phaúng

baûn ñoà hoïc: Heä vaø Heä coordinate system) (projected coordinate system).

 Heä toïa ñoä ñòa lyù thöôøng ñöôïc söû duïng ngoaøi

thöïc ñòa.

 Heä toïa ñoä phaúng thöôøng ñöôïc söû duïng treân caùc

loaïi baûn ñoà (giaáy vaø soá).

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 A geographic coordinate system (GCS) uses a three-dimensional (3-D) spherical surface to define locations on the earth. A GCS is often incorrectly called a datum, but a datum is only one part of a GCS. A GCS includes an angular unit of measure, a prime meridian, and a datum (based on a spheroid or ellipsoid). (ESRI)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä ñòa lyù:

 Bao goàm: kinh ñoä ñòa lyù () vaø vó ñoä ñòa lyù ().  Boä tham soá xaùc laäp moät heä toïa ñoä ñòa lyù goïi laø

moät datum.

 Tuøy tröôøng hôïp maø heä toïa ñoä ñòa lyù coù theå ñöôïc xaùc laäp treân maët caàu, beà maët geoid hoaëc ellipsoid laøm chuaån.

 Phaân bieät geoid, ellipsoid vaø datum?

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Hình daïng cuûa Traùi Ñaát:

 Con ngöôøi ñaõ bieát hình daïng caàu cuûa Traùi Ñaát

hôn 2.000 naêm.

 Aristotle vaøo theá kyû thöù IV tröôùc CN ñaõ ñöa ra nhöõng minh chöùng chöùng toû hình daïng caàu cuûa Traùi Ñaát.

 Eratosthenes laø ngöôøi ñaàu tieân ñaõ tính toaùn chu

vi cuûa Traùi Ñaát.

 Tuy nhieân, hình daïng thöïc teá cuûa Traùi Ñaát khoâng

phaûi laø moät hình caàu hoaøn chænh.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Moâ hình Geoid:

 The geoid is the shape that the surface of the the influence of oceans would take under in the Earth's gravitation and rotation alone, absence of other influences such as winds and tides. (Wikipedia)

 Geoid laø maët nöôùc bieån trung bình yeân tónh, keùo daøi xuyeân qua caùc luïc ñòa vaø haûi ñaûo taïo thaønh moät beà maët cong kheùp kín.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Moâ hình Geoid:

 Tính chaát: Taïi baát kyø moät ñieåm naøo treân maët Geoid, phaùp tuyeán cuõng luoân luoân truøng vôùi phöông cuûa daây doïi qua ñieåm ñoù.

 ÖÙng duïng: Duøng ñeå ño cheânh cao.

 Geoid laø beà maët ñaëc tröng cho hình daïng cuûa Traùi ñaát vaø khoù coù theå bieåu dieãn bôûi moät hình daïng toaùn hoïc naøo.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Moâ hình Ellipsoid:

 A spheroid (ellipsoid)

is a three-dimensional shape created from a two-dimensional ellipse. The ellipse is an oval, with a major axis (the longer axis), and a minor axis (the shorter axis). If you rotate the ellipse, the shape of the rotated figure is the spheroid. (ESRI)

 Phöông phaùp thaønh laäp: xoay moät hình ellipse quanh baùn truïc nhoû cuûa noù vôùi kích thöôùc xaáp xæ Geoid.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Moâ hình Ellipsoid:

 Caùc thoâng soá cô baûn: baùn truïc lôùn (a), baùn truïc nhoû (b), ñoä deït (f hoaëc )

f = (a – b)/a

 Coù hai

loaïi ellipsoid: ellipsoid Traùi ñaát (toaøn caàu) vaø ellipsoid tham chieáu (ñòa phöông).

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Moâ hình Ellipsoid:

 Moät soá Ellipsoid phoå bieán, ñaõ ñöôïc söû duïng ôû

Vieät Nam

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Hai loaïi ellipsoid:

Heä toïa ñoä ñòa phöông

ùBeà maët Traùi ñaát Beà maët ellipsoid ñòa phöông Beà maët ellipsoid quoác teá

Heä toïa ñoä quoác teá

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Moái quan heä giöõa Traùi ñaát vaø moâ hình bieåu dieãn:

1. Möïc nöôùc bieån

2. Ellipsoid

3. Phöông daây doïi

4. Luïc ñòa

5. Geoid

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Moái

quan heä giöõa Traùi ñaát vaø moâ bieåu hình dieãn

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Geoid ñöôïc duøng ñeå thay theá cho beà maët

thöïc cuûa Traùi Ñaát.  duøng trong ño cao

 Ellipsoid duøng ñeå moâ hình hoùa hình daïng cuûa

Traùi Ñaát.  duøng ñeå xaùc ñònh toïa ñoä

 Ñieàu kieän:

 Taâm ellipsoid truøng vôùi troïng taâm Traùi ñaát, maët phaúng xích ñaïo ellipsoid truøng vôùi maët phaúng xích ñaïo Traùi ñaát.

 Khoái löôïng ellipsoid baèng khoái löôïng Traùi ñaát.

 Toång bình phöông caùc cheânh cao giöõa geoid vaø

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

ellipsoid laø nhoû nhaát.

13/06/2016

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Datum:

 While a spheroid (ellipsoid) approximates the shape of the earth, a datum defines the position of the spheroid relative to the center of the earth. A datum provides a frame of reference for measuring locations on the surface of the earth. It defines the origin and orientation of latitude and longitude lines. (ESRI)

 Datum duøng ñeå ñònh vò chính xaùc 1 ellipsoid vaø laø cô sôû ñeå thaønh laäp heä toïa ñoä ñöôïc söû duïng trong traéc ñòa – baûn ñoà.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

GEOID, ELLIPSOID & DATUM

 Datum:

 While a spheroid (ellipsoid) approximates the shape of the earth, a datum defines the position of the spheroid relative to the center of the earth. A datum provides a frame of reference for measuring locations on the surface of the earth. It defines the origin and orientation of latitude and longitude lines. (ESRI)

 Datum duøng ñeå ñònh vò chính xaùc 1 ellipsoid vaø laø cô sôû ñeå thaønh laäp heä toïa ñoä ñöôïc söû duïng trong traéc ñòa – baûn ñoà.

 Coù 2 loaïi datum: vertical vaø horizontal datum

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä ñòa lyù:  Geographic

Coordinate System (GCS) = Datum + Angular unit + Prime Meridian

 Datum = Ellipsoid

(Geoid)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä ñòa lyù:

 Parallel: ñöôøng vó tuyeán

 Meridian: ñöôøng kinh tuyeán

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä ñòa lyù:  Kinh ñoä ñòa lyù

laø goùc nhò dieän giöõa maët phaúng kinh tuyeán goác vaø maët phaúng kinh tuyeán qua ñieåm xeùt.

 Kinh tuyeán goác laø ñöôøng kinh tuyeán qua ñaøi thieân vaên Greenwich, London, Vöông quoác Anh.

 Kinh ñoä ñòa lyù() coù giaù trò töø 0 – 180o Ñoâng/Taây.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä ñòa lyù:

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä ñòa lyù:  Vó ñoä ñòa lyù

laø goùc hôïp bôûi phöông cuûa ñöôøng daây doïi (phöông cuûa troïng löïc) vôùi maët phaúng xích ñaïo.

 Vó ñoä ñòa lyù () coù giaù trò töø 00 ñeán 900

thay ñoåi Baéc hoaëc Nam.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System) Chieàu daøi ñöôøng kinh tuyeán vaø vó tuyeán

Vò trí

Ñoä daøi kinh tuyeán (1o)

Ñoä daøi vó tuyeán (1o)

110.574 km

111.320 km

0°

110.649 km

107.551 km

15°

110.852 km

96.486 km

30°

111.132 km

78.847 km

45°

111.412 km

55.800 km

60°

111.618 km

28.902 km

75°

111.694 km

0.000 km

90°

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä ñòa lyù:

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä ñòa lyù

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä ñòa lyù:

 Phöông phaùp xaùc ñònh toïa ñoä ñòa lyù ngoaøi thöïc ñòa: döïa vaøo caùc kyõ thuaät ño ñaïc, ñònh vò chính xaùc cao (töø maùy ñònh vò GPS), maïng internet (Google Maps hoaëc Google Earth)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä vuoâng goùc phaúng theo muùi chieáu:

 Ñöôïc söû duïng trong caùc baûn ñoà tyû leä lôùn (ñaëc

bieät laø baûn ñoà ñòa hình vaø ñòa chính).

 A projected coordinate system (PCS) is defined on a flat, 2D surface. Unlike a GCS, a PCS has constant lengths, angles, and areas across the two dimensions.

 A PCS is always based on a GCS that is based

on a sphere or spheroid. (ESRI)

 PCS = GCS + Map projection

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

toïa ñoä

vuoâng goùc

 Heä

phaúng theo muùi chieáu:  Thöôøng tính theo meùt, laø

giaù trò khoaûng caùch.

 Truïc OX laø hình chieáu cuûa

kinh tuyeán giöõa muùi.

 Truïc OY laø hình chieáu cuûa

xích ñaïo.

 Goác toïa ñoä O ñöôïc dôøi

veà phía Taây 500km.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

HEÄ TOÏA ÑOÄ (Coordinate System)

 Heä toïa ñoä vuoâng goùc theo muùi

phaúng chieáu:  Toïa ñoä phaúng theo Gauss (Heä HN-72)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Khaùi nieäm:

 A map projection is a systematic transformation of the latitudes and longitudes of locations on the surface of a sphere or an ellipsoid into locations on a plane. Map projections are necessary for creating maps.

Map projections

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Khaùi nieäm:

 Laø nhöõng quy taéc toaùn hoïc ñeå chuyeån töø beà

maët ellipsoid leân maët phaúng baûn ñoà.

 Goïi chung laø caùc phöông trình chieáu.

 Toång quaùt:

x = f1(,) y = f2(,)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Sai soá chieáu hình:

luoân

 Maët cong ellipsoid maët phaúng baûn ñoà coù sai soá, goïi chung laø caùc bieán daïng.

 Coù 3 loaïi bieán daïng: goùc, dieän tích, khoaûng

caùch.

 Coù nhöõng pheùp chieáu khoâng coù bieán daïng goùc vaø dieän tích, nhöng luoân coù bieán daïng ñoä daøi.

 Taïi nhöõng nôi khoâng bieán daïng tyû leä baèng 1 (tyû leä chung), nhöõng nôi khaùc lôùn hoaëc nhoû hôn 1, goïi laø tyû leä rieâng.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Sai soá chieáu hình:

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Phaân loaïi pheùp chieáu baûn ñoà:

 Döïa vaøo vò trí tieáp xuùc giöõa beà maët hoã trôï chieáu vaø maët ellipsoid: pheùp chieáu ñöùng, pheùp chieáu ngang vaø pheùp chieáu nghieâng.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Phaân loaïi pheùp chieáu baûn ñoà:

 Döïa vaøo beà maët hoã trôï chieáu: pheùp chieáu hình truï, pheùp chieáu hình noùn vaø pheùp chieáu phöông vò.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Phaân loaïi pheùp chieáu baûn ñoà:

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Phaân loaïi pheùp chieáu baûn ñoà:

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Phaân loaïi pheùp chieáu baûn ñoà:

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Phaân loaïi pheùp chieáu baûn ñoà:

 Döïa vaøo ñaëc ñieåm sai soá: pheùp chieáu ñoàng goùc, pheùp chieáu ñoàng dieän tích vaø pheùp chieáu töï do.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Phaân loaïi pheùp chieáu baûn ñoà:

 Treân thöïc teá: keát hôïp caùc phöông phaùp phaân loaïi vôùi nhau, teân cuûa pheùp chieáu ñaët theo caùc ñaëc ñieåm phaân loaïi: pheùp chieáu hình truï ñöùng ñoàng goùc, pheùp chieáu phöông vò ñöùng giöõ khoaûng caùch,…

 Teân cuûa pheùp chieáu coøn ñöôïc ñaët theo teân cuûa taùc giaû ñaõ xaây döïng pheùp chieáu ñoù: Mercator, Robinson,…

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Moät

nhoû

chieáu

soá pheùp chieáu baûn ñoà tyû leä phoå bieán:  Pheùp

Mercator:

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Moät soá pheùp chieáu baûn ñoà tyû leä nhoû phoå bieán:

 Pheùp chieáu hình truï ñöùng ñoàng dieän tích

Behrmann

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ

 Moät soá pheùp chieáu baûn ñoà tyû leä nhoû phoå bieán:

 Pheùp chieáu hình truï ñöùng ñoàng khoaûng caùch

Plate Carree

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Moät soá pheùp chieáu baûn ñoà tyû leä nhoû phoå bieán:  Pheùp

chieáu noùn ñöùng ñoàng khoaûng caùch

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Moät soá pheùp chieáu baûn ñoà tyû leä nhoû phoå bieán:  Pheùp

chieáu noùn ñöùng ñoàng goùc Lambert

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Moät soá pheùp chieáu leä nhoû

tyû

baûn ñoà phoå bieán:  Pheùp

chieáu phöông vò ñöùng vôùi ñieåm tieáp xuùc laø cöïc Baéc

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu Gauss – Kruger:  Phöông phaùp thaønh laäp:

 Ñöôïc Gauss thieát laäp 1820 – 1830, Kruger hoaøn

 Chia ellipsoid laøm 60 muùi, muùi soá 1 tính töø kinh tuyeán Greenwich, taêng daàn veà phía Ñoâng, chieáu theo töøng muùi. Vieät Nam thuoäc muùi 18, 19.

 Laø pheùp chieáu hình truï ngang ñoàng goùc, hình truï

thieän vaøo 1912 – 1919.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu Gauss – Kruger:

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

tieáp xuùc vôùi ellipsoid.

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu Gauss – Kruger:

 Ñaëc ñieåm löôùi kinh vó tuyeán:

 Kinh tuyeán truïc laø ñöôøng thaúng, caùc kinh tuyeán khaùc laø nhöõng ñöôøng cong ñoái xöùng nhau qua kinh tuyeán truïc.

 Xích ñaïo laø ñöôøng thaúng vuoâng goùc vôùi kinh tuyeán giöõa, caùc vó tuyeán khaùc laø nhöõng ñöôøng cong loõm veà hai cöïc, ñoái xöùng nhau qua xích ñaïo.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu Gauss – Kruger:

 Ñaëc ñieåm sai soá vaø bieán daïng:

 Khoâng coù bieán daïng veà goùc.

 Tyû

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

leä bieán daïng chieàu daøi khoâng ñoåi doïc kinh tuyeán giöõa vaø baèng 1 (k =1), caøng ra hai kinh tuyeán bieân, bieán daïng caøng taêng vaø ñoái xöùng nhau qua kinh tuyeán giöõa.

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu Gauss – Kruger:

 ÖÙng duïng:

 Ñöôïc söû duïng ôû nhieàu nöôùc treân theá giôùi vaø Vieät Nam ñeå xaây döïng caùc baûn ñoà ñòa hình tyû leä lôùn.

 Moãi muùi chieáu, thaønh laäp moät heä toïa ñoä vuoâng

 Ñöôïc quy ñònh trong heä toïa ñoä HN-72 ôû Vieät Nam.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu Gauss – Kruger:  Heä toïa ñoä theo Gauss:

 P((x = 2.150.000m, y = 18.572.000m)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

goùc rieâng.

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu UTM (Universal Transverse Mercator):

 Phöông phaùp thaønh laäp:

 Ñöôïc quaân ñoäi Myõ ñöa vaøo söû duïng töø naêm

 Chia ellipsoid laøm 60 muùi, muùi soá 1, tính töø kinh tuyeán 1800, taêng daàn veà phía Ñoâng. Vieät Nam thuoäc 2 muùi 48, 49.

 Cuõng laø pheùp chieáu hình truï ngang ñoàng goùc, vôùi

1940.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu UTM (Universal Transverse Mercator):

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

hình truï caét ellipsoid taïi hai caùt tuyeán.

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu UTM (Universal Transverse Mercator):

 Ñaëc ñieåm löôùi kinh vó tuyeán:

X

Kinh tuyeán giöõa

Kinh tuyeán giöõa

180km

180km

500km

Xích ñaïo

0km

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu UTM (Universal Transverse Mercator):

 Ñaëc ñieåm löôùi kinh vó tuyeán:

 Kinh tuyeán truïc laø ñöôøng thaúng, caùc kinh tuyeán coøn laïi laø nhöõng ñöôøng cong ñoái xöùng nhau qua kinh tuyeán truïc.

 Xích ñaïo laø ñöôøng thaúng vuoâng goùc vôùi kinh tuyeán truïc, caùc vó tuyeán coøn laïi laø nhöõng ñöôøng cong loõm veà hai cöïc vaø ñoái xöng nhau qua xích ñaïo.

 Khoâng theå hieän hai cöïc (800N ñeán 840B)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu UTM (Universal Transverse Mercator):

 Ñaëc ñieåm sai soá bieán daïng:

 Taïi ñöôøng kinh tuyeán giöõa, heä soá bieán daïng chieàu

 Treân toaøn baûn ñoà khoâng coù bieán daïng veà goùc

 Taïi 2 ñöôøng caùt tuyeán (caùch 180km veà hai phía so vôùi kinh tuyeán giöõa) k = 1, ñi veà 2 phía, bieán daïng caøng taêng.

 Bieán daïng ôû caùc vó tuyeán ñoái xöùng nhau qua xích

daøi k = 0,9996 (hoaëc k = 0,9999 ñoái vôùi muùi 30).

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Pheùp chieáu UTM (Universal Transverse Mercator):

 ÖÙng duïng:

 Ñöôïc duøng ñeå thieát keá caùc baûn ñoà ñòa hình tyû leä

ñaïo

 Ñöôïc quaân ñoäi Myõ söû duïng ôû Vieät Nam tröôùc

lôùn ôû nhieàu nöôùc treân theá giôùi.

 Ñöôïc quy ñònh chính thöùc trong heä VN-2000 ôû Vieät

naêm 1975 (heä INDIAN-54).

 Moãi muùi chieáu thaønh laäp heä toïa ñoä vuoâng goùc.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

Nam.

13/06/2016

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

Pheùp chieáu UTM (Universal Transverse Mercator):

 Heä toïa ñoä theo UTM:

 Daïng ñaày ñuû:

P (48P X = 2.150.000m, Y = 572.000m)

 Daïng ruùt goïn:

P (X = 2.150.000m, Y = 572.000m)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHEÙP CHIEÁU BAÛN ÑOÀ (Map Projection)

 Caùc pheùp chieáu duøng cho baûn ñoà Vieät Nam:

 Baûn ñoà tyû leä nhoû (tyû leä 1:1.000.000 vaø nhoû hôn): söû duïng pheùp chieáu hình noùn ñöùng ñoàng goùc vôùi 2 vó tuyeán chuaån 110 vaø 210.

 Baûn ñoà tyû leä lôùn: hieän nay ñang söû duïng pheùp chieáu UTM, tröôùc ñaây chuùng ta ñaõ töøng söû duïng pheùp chieáu Gauss – Kruger.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

1. Moâ hình döõ lieäu raster

Caáu truùc döõ lieäu raster coù hai ñaëc ñieåm caàn löu yù:

- Moãi ñieåm aûnh chæ bieåu dieãn moät thuoäc tính, xaùc ñònh bôûi giaù trò f(x,y).

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- Khi thay ñoåi ñoä phaân giaûi (kích thöôùc ñieåm aûnh thay ñoåi), dung löôïng döõ lieäu thay ñoåi theo. Dung löôïng döõ lieäu taêng theo bình phöông tæ leä gia taêng ñoä phaân giaûi.

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

1. Moâ hình döõ lieäu raster

Soá pixel i

Soá haøng j

(i,j) = (5,3);(7,5);(8,2)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

Ñoái töôïng ñieåm (point objects)

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

1. Moâ hình döõ lieäu raster

(1,3);(2,2);(3,2) ;(4,3); (5,4) ;(6,5) ;(7,5) ;(8,4)

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

Ñoái töôïng ñöôøng (line/polyline objects)

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

1. Moâ hình döõ lieäu raster

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

Ñoái töôïng vuøng (polygon objects)

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

1. Moâ hình döõ lieäu raster

Caáu truùc döõ lieäu raster ñöôïc thöïc hieän döôùi nhieàu ñònh daïng soá khaùc nhau:

- GRID: Ñònh daïng cuûa ESRI duøng ñeå löu tröõ vaø xöû lyù döõ lieäu raster.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- Ñònh daïng coâng nghieäp chuaån: JPEG, TIFF vaø MrSID duøng trong hieån thò nhöng khoâng phaân tích ñöôïc (phaûi chuyeån thaønh GRID).

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

1. Moâ hình döõ lieäu raster

Khi hieån thò ñoàng thôøi vôùi döõ lieäu vector, ñoøi hoûi phaûi tham chieáu (georeferencing thoâng tin toïa ñoä coù information)

- TIFF image.tiff image.tfw

- Bitmap image.bmp image.bpw

- BIL image.bil image.blw

- JPEG image.jpg image.jpw

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

Geotiff laø ñònh daïng chöùa caû aûnh vaø thoâng tin tham chieáu trong cuøng 1 file.

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

1. Moâ hình döõ lieäu raster

Doøng 1: Kích thöôùc theo höôùng x cuûa pixel ñôn vò baûn ñoà (A) Doøng 2: Goùc xoay quanh truïc y (D) Doøng 3: Goùc xoay quanh truïc x (B) Doøng 4: Kích thöôùc aâm theo höôùng y cuûa pixel theo ñôn vò baûn ñoà (E) Doøng 5: Toïa ñoä x cuûa taâm pixel treân traùi (C) Doøng 6: Toïa ñoä y cuûa taâm pixel treân traùi (F)

x1, y1: toïa ñoä pixel theo ñôn vò baûn ñoà

x, y: coät vaø haøng cuûa pixel treân aûnh

Caáu truùc cuûa taäp tin tham chieáu: daïng ASCII goàm 6 doøng

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- Coâng thöùc tính chuyeån: X1 = Ax + By + C Y1 = Dx + Ey + F

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

1. Moâ hình döõ lieäu raster Ví duï:

A

D

B

E

C

F

20.17541308822119 0.00000000000 0.00000000000 -20.17541308822119 424178.11472601280548 4313415.90726399607956

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- Vôùi pixel treân aûnh coù toïa ñoä (3,4) thì  Pixel coù toïa ñoä baûn ñoà laø: (424238.640965277, 431335.20561164)

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

2. Moâ hình döõ lieäu vector

Caùc ñoái töôïng khoâng gian khi bieåu dieãn ôû caáu truùc vector thöôøng toå chöùc döôùi daïng ñieåm, ñöôøng vaø vuøng treân moät heä thoáng toïa ñoä xaùc ñònh.

Moãi ñieåm ñöôïc xaùc ñònh bôûi moät caëp toaï ñoä (x,y); ñöôøng ñöôïc xaùc ñònh bôûi moät chuoãi lieân tieáp caùc ñieåm {(x1, y1),(x2, y2),...,(xn,yn)} vaø vuøng ñöôïc xaùc ñònh bôûi nhöõng ñöôøng kheùp kín.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

Hai caáu truùc döõ lieäu Vector thoâng duïng laø caáu truùc Spaghetti vaø caáu truùc Topology.

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

2. Moâ hình döõ lieäu vector

Caùc ñoái töôïng trong khoâng gian ñöôïc phaân loaïi thaønh 3 daïng:

- Ñoái töôïng ñieåm: Ñieåm duøng cho taát caû caùc ñoái töôïng khoâng gian ñöôïc bieåu dieãn nhö moät caëp toïa ñoä (x,y).

- Ñoái töôïng ñöôøng: Ñöôøng ñöôïc duøng ñeå bieåu dieãn taát caû caùc ñoái töôïng coù daïng tuyeán, ñöôïc taïo neân töø hai hoaëc nhieàu caëp toïa ñoä (x,y).

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- Ñoái töôïng vuøng: Vuøng laø moät ñoái töôïng hình hoïc hai chieàu, coù toïa ñoä ñieåm ñaàu vaø ñieåm cuoái truøng nhau

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

2. Moâ hình döõ lieäu vector

Ñieåm

Vuøng

Ñöôøng

Ñöôøng cong

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

2. Moâ hình döõ lieäu vector Caáu truùc spaghetti:

- Ñieåm ñöôïc xaùc ñònh baèng moät caëp toïa ñoä (x,y),

- Ñöôøng ñöôïc bieåu dieãn baèng moät chuoãi nhöõng caëp toaï ñoä (xi,yi).

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- Vuøng ñöôïc xaùc ñònh bôûi moät cung kheùp kín vaø ñöôïc bieåu dieãn baèng moät chuoãi caëp toïa ñoä (xi,yi) coù toïa ñoä ñaàu vaø toïa ñoä cuoái truøng nhau.

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

2. Moâ hình döõ lieäu vector

Ñaëc tröng Vò trí

A(xA,yA)

Ñieåm A

Cung AB

1

2

Vuøng 1

B(xA,yA)

Vuøng 2

(xA,yA) (xA,yA), (x1,y1), . . . , (xB,yB). (x1A,y1A), (x11,y11), . . . , (x1i,y1i), (x1B,y1B), (x1j,y1j), . . . , (x1A,y1A). (x2A,y2A), (x21,y21), . . . , (x2i,y2i), (x2B,y2B), (x2j,y2j), . . . , (x2A,y2A).

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

2. Moâ hình döõ lieäu vector Caáu truùc spaghetti:

Caáu truùc khoâng ghi nhaän ñaëc tröng keà nhau cuûa hai vuøng keà nhau, nghóa laø taïi ñöôøng chung cuûa hai vuøng keà nhau coù hai ñöôøng ñoäc laäp.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

Caáu truùc Spaghetti ñöôïc söû duïng ñeå laäp baûn ñoà soá raát toát, nhöng khoâng thích hôïp cho caùc baøi toaùn phaân tích GIS vì khoâng moâ taû ñöôïc caùc quan heä khoâng gian.

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

2. Moâ hình döõ lieäu vector

laø caáu truùc cung-nuùt

Caáu truùc topology coøn ñöôïc goïi (arc-node) vôùi phaàn töû cô baûn laø cung.

Moãi cung ñöôïc moâ taû nhö laø moät chuoãi nhöõng ñoaïn laø nuùt lieàn nhau, ñieåm ñaàu vaø cuoái cung goïi

thaúng noái (node), nhöõng ñieåm giöõa cung goïi laø ñænh (vertex).

Nuùt laø ñieåm giao nhau cuûa hai hay nhieàu cung, ñoái vôùi nhöõng cung ñoäc laäp, nuùt laø ñieåm cuoái cuøng cuûa cung, khoâng noái lieàn vôùi baát kyø cung naøo khaùc.

Vuøng laø moät chuoãi nhöõng cung noái lieàn nhau vaø kheùp kín,

nhöõng cung naøy chính laø ñöôøng bieân cuûa vuøng.

Moät vuøng coù theå ñöôïc giôùi haïn bôûi hai ñöôøng cong kheùp

kín loàng vaøo nhau vaø khoâng caét nhau.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

2. Moâ hình döõ lieäu vector

70

60

50

40

30

20

10

0

0

10

20

30

40

50

60

70

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

2. Moâ hình döõ lieäu vector

70

N4

a7

60

a1

50

a6

F

D

N6

a8

a5

A a3 N2

a10

40

N1

N8

N5

a9

a12

30

N7

a4

C

B

E

20

N9

a2

10

a11

N3

0

0

10

20

30

40

50

60

70

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

3. Moâ hình döõ lieäu vector

Quan heä ñieåm-ñieåm

- “Trong giôùi haïn (is within)”: Naèm trong giôùi haïn moät khoaûng caùch cuï theå.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- “Gaàn nhaát vôùi (is nearest to)”: Gaàn nhaát so vôùi moät ñieåm cuï theå.

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

3. Moâ hình döõ lieäu vector

Quan heä ñieåm-ñöôøng

- “Naèm treân ñöôøng (on line)”: ñieåm naèm treân moät ñöôøng.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- “Gaàn nhaát vôùi (is nearest to)”: Ñieåm gaàn nhaát so vôùi moät ñöôøng.

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

3. Moâ hình döõ lieäu vector

Quan heä ñieåm-vuøng

- “Chöùa beân trong vuøng (is contained in)”: Ñieåm chöùa beân trong vuøng.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- “Naèm treân bieân (on border of area)”: Moät ñieåm naèm treân ñöôøng bieân cuûa vuøng.

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

3. Moâ hình döõ lieäu vector

Quan heä ñöôøng-ñöôøng

- “Giao nhau (intersects)”: Hai ñöôøng giao nhau.

- “Baêng qua (crosses)”: Hai ñöôøng baêng qua maø khoâng giao nhau.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- “Chaûy vaøo (flow into)”: Moät nhaùnh soâng chaûy vaøo moät doøng soâng.

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

3. Moâ hình döõ lieäu vector

Quan heä ñöôøng-vuøng

- “Giao nhau (intersects)”: Moät ñöôøng giao (caét) vôùi moät vuøng.

- “Ñöôøng bieân

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

(borders)”: Ñöôøng laø moät phaàn bieân cuûa vuøng.

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

3. Moâ hình döõ lieäu vector

Quan heä vuøng-vuøng

- “Choàng lôùp (overlaps)”: Hai vuøng choàng leân nhau.

- “Naèm beân trong (is within)”: Moät vuøng naèm beân trong moät vuøng khaùc.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

- “Keá caän (is adjacent to)”: Hai vuøng cuøng coù moät ñöôøng bieân chung.

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

3. Moâ hình döõ lieäu vector

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN

3. Moâ hình döõ lieäu vector

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

MOÂ HÌNH DÖÕ LIEÄU KHOÂNG GIAN Raster vs. Vector

Raster Vector

Ñôn giaûn Phöùc taïp Caáu truùc döõ lieäu

Lôùn Beù Dung löôïng

Trung bình Toát Chaát löôïng ñoà hoïa

Ñôn giaûn Phöùc taïp Choàng lôùp

Khoâng Deã daøng Phaân tích maïng

Cao Ñoä chính xaùc hình hoïc Thaáp

Khoù khaên Deã daøng Topology

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

Phöùc taïp Phaân tích khoâng gian Ñôn giaûn

13/06/2016

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

Laø chöùc naêng quan troïng cuûa GIS, cho pheùp phaân tích döïa treân döõ lieäu khoâng gian vaø thuoäc tính ñeã hoã trôï vieäc ra quyeát ñònh.

Vieäc phaân tích ñöôïc thöïc hieän ñeå traû lôøi caùc caâu lieân quan ñeán theá giôùi thöïc: tình traïng hieän taïi hoûi cuûa caùc ñoái töôïng, söï thay ñoåi vaø khuynh höôùng thay ñoåi cuûa chuùng.

Tuøy theo tính chaát phöùc taïp cuûa caâu hoûi maø caùc pheùp phaân tích khoâng gian coù theå chæ ôû möùc ñoä ñôn giaûn hoaëc laø nhöõng moâ hình phöùc taïp.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

 Caùc hình thöùc phaân tích khoâng gian phoå bieán

 Caùc phöông phaùp ño ñaïc, tính toaùn treân baûn ñoà

 Phaân tích laân caän (Proximity)

 Choàng lôùp baûn ñoà(Overlay)

 Trích loïc ñoái töôïng (Extraction)

 Phaân tích maïng (Network)

 Phöông phaùp ñeå phaân tích

 Xaùc ñònh qui trình phaân tích khoâng gian

 Xaây döïng keá hoaïch phaân tích

 Thöïc hieän phaân tích baèng caùc phaàn meàm GIS

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

1. Caùc phöông phaùp ño löôøng khoâng gian

-

Ño

khoaûng caùch: giöõa caùc ñieåm, töø ñieåm ñeán vuøng hoaëc ranh giôùi vuøng.

- Tính dieän tích: aùp

duïng ñoái vôùi vuøng.

- Tính chu vi: thöïc teá laø chieàu daøi ñöôøng bao cuûa vuøng.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

2. Caùc phöông phaùp choàng lôùp baûn ñoà

Lôùp nguoàn

Lôùp overlay

Lôùp keát quaû thöøa höôûng thuoäc tính cuûa lôùp overlay

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

2. Caùc phöông phaùp choàng lôùp baûn ñoà

UNION: hôïp hai ñoái töôïng, ñoái töôïng môùi ñöôïc taïo neân bôûi caû hai ñoái töôïng ban ñaàu (bao goàm phaàn khoâng gian vaø thuoäc tính).

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

2. Caùc phöông phaùp choàng lôùp baûn ñoà

INTERSECT: giao hai ñoái töôïng, ñoái töôïng môùi ñöôïc taïo neân döïa treân phaàn chung giöõa hai ñoái töôïng.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

2. Caùc phöông phaùp choàng lôùp baûn ñoà

CLIP: caét ñoái töôïng goác döïa treân vuøng caét.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

2. Caùc phöông phaùp choàng lôùp baûn ñoà

ERASE: xoùa ñoái töôïng taïi vuøng caàn xoùa.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

2. Caùc phöông phaùp choàng lôùp baûn ñoà

SPLIT: chia ñoái töôïng lôùn thaønh nhieàu ñoái töôïng

nhoû.

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

2. Caùc phöông phaùp choàng lôùp baûn ñoà

DISSOLVE: goäp nhoùm nhöõng ñoái töôïng gioáng

nhau döïa treân thuoäc tính

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

13/06/2016

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

3. Taïo vuøng ñeäm (buffer) cho ñoái töôïng

- Taïo buffer (vuøng ñeäm) aùp duïng cho caùc ñoái töôïng: ñieåm, ñöôøng, vuøng. Vuøng ñeäm ñöôïc taïo ra bôûi baùn kính cho tröôùc.

- ÖÙng duïng cho caùc caâu hoûi veà khoaûng caùch

Buffer 50 m

Buffer 100 m, khoâng loaïi phaàn truøng laép

Buffer vôùi giaù trò töø baûng thuoäc tính

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng

PHAÂN TÍCH KHOÂNG GIAN

3. Taïo vuøng ñeäm (buffer) cho ñoái töôïng

Bieân soaïn: ThS. Phaïm Theá Huøng