Giáo trình hệ thống thông tin địa lý

KIỀU QUỐC LẬP (Chủ biên) - NGÔ VĂN GIỚI GIÁO TRÌNH HỆ THỐNG THƠNG TIN ĐỊA LÝ NHÀ XUẤT BẢN NƠNG NGHIỆP Hà Nội - 2018 LỜI NĨI ĐẦU Thế giới bước vào cách mạng công nghiệp 4.0 với đột phá chưa có cơng nghệ, liên quan đến kết nối Internet, điện tốn đám mây, in 3D, công nghệ cảm biến, thực tế ảo, phân tích khơng gian, Cuộc cách mạng dự đoán tác động mạnh mẽ đến quốc gia vùng lãnh thổ, làm thay đổi phương thức học tập, nghiên cứu làm việc Trong bối cảnh nhân loại phải thích ứng kịp thời với phát triển khoa học công nghệ Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) nhánh cơng nghệ thơng tin, hình thành từ năm 60 kỷ XX phát triển mạnh thập niên gần GIS trở thành công cụ trợ giúp định hầu hết hoạt động kinh tế, xã hội, an ninh, quốc phịng, đối phó với thảm họa thiên tai, quản lý tài nguyên giám sát môi trường GIS trở thành học phần bắt buộc chương trình đào tạo bậc đại học nhiều chuyên ngành thuộc khối ngành khoa học Trái đất - mỏ Để phục vụ mục đích học tập nghiên cứu chúng tơi tiến hành biên soạn giáo trình “Hệ thống thơng tin địa lý” Giáo trình cung cấp kiến thức GIS, sở liệu, chức GIS, phần mềm ứng dụng triển vọng phát triển GIS Giáo trình giới thiệu khái quát phần mềm MapInfo số toán ứng dụng cụ thể, nhằm tăng cường kỹ thực hành ứng dụng cho sinh viên Giáo trình “Hệ thống thông tin địa lý” tài liệu học tập cho sinh viên ngành Địa lý Tự nhiên, Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên Môi trường trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên đồng thời tài liệu tham khảo phục vụ chuyên ngành liên quan như: địa chất, trắc địa - đồ, quản lý đất đai, quản lý thị, phát triển nơng thơn Trong q trình biên soạn, có nhiều cố gắng chắn cịn nhiều sai sót hạn chế, mong nhận góp ý đồng nghiệp sinh viên Tập thể tác giả xin gửi lời cảm ơn đến nhà khoa học, quý đồng nghiệp tác giả góp ý cung cấp tài liệu tham khảo cho Giáo trình hồn thiện Trân trọng cảm ơn! Tập thể tác giả MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ GIS 1.1 Khái niệm GIS 1.2 Nguồn gốc lịch sử phát triển GIS 10 1.3 Mối quan hệ GIS ngành khoa học khác 13 1.4 Các phận cấu thành GIS 15 1.5 Các đặc điểm GIS 17 1.6 Các lĩnh vực ứng dụng GIS 21 Chương 2: CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS 23 2.1 Khái quát sở liệu GIS 23 2.2 Cơ sở liệu đồ 23 2.2.1 Khái niệm đồ, mối quan hệ đồ GIS 23 2.2.2 Các tính chất đồ 24 2.2.3 Các yếu tố đồ 25 2.2.4 Hệ quy chiếu hệ tọa độ dùng Việt Nam 26 2.3 Cấu trúc sở liệu GIS 27 2.3.1 Cơ sở liệu không gian 27 2.3.2 Cơ sở liệu thuộc tính 28 2.4 Các mơ hình liệu khơng gian 30 2.4.1 Mơ hình liệu vector 30 2.4.2 Mơ hình liệu raster 37 2.4.3 So sánh chuyển đổi mơ hình liệu vector - raster 42 2.5 Xây dựng sở liệu GIS 46 Chương 3: CÁC CHỨC NĂNG CỦA GIS 48 3.1 Chức nhập liệu 48 3.1.1 Khái quát chức nhập liệu 48 3.1.2 Các phương pháp nhập liệu GIS 49 3.1.3 Lựa chọn phương pháp nhập liệu 51 3.2 Chức lưu trữ quản lý liệu 52 3.2.1 Khái quát chức lưu trữ quản lý liệu 52 3.2.2 Các phương tiện lưu trữ quản lý liệu 53 3.2.3 Hệ quản trị sở liệu GIS 54 3.2.4 Lưu trữ quản lý liệu không gian 55 3.2.5 Lưu trữ quản lý liệu thuộc tính 57 3.3 Chức phân tích liệu 58 3.3.1 Khái quát chức phân tích liệu 58 3.3.2 Một số thuật tốn phân tích liệu GIS 59 3.3.3 Một số phương pháp phân tích liệu GIS 65 3.3.4 Quy trình phân tích liệu địa lý 72 3.4 Chức hiển thị xuất liệu 76 3.4.1 Khái quát chức hiển thị xuất liệu 76 3.4.2 Hiển thị liệu 76 3.4.3 Xuất liệu 77 Chương 4: PHẦN MỀM ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN VỌNG CỦA GIS 79 4.1 Các phần mềm ứng dụng GIS 79 4.1.1 Tổng quan phần mềm GIS 79 4.1.2 Một số phần mềm GIS phổ biến 79 4.2 Triển vọng phát triển GIS 90 4.2.1 Bản đồ di động giới ảo 90 4.2.2 GIS công nghệ viễn thám 93 4.2.3 Web GIS 94 4.2.4 GIS mã nguồn mở 96 Chương 5: MỘT SỐ BÀI TOÁN ỨNG DỤNG CỦA GIS TRÊN PHẦN MỀM MAPINFO PROFESSIONAL 98 5.1 Giới thiệu phần mềm MapInfo 98 5.1.1 Khái quát chung phần mềm MapInfo 98 5.1.2 Tổ chức thông tin MapInfo 99 5.1.3 Cài đặt khởi động MapInfo 100 5.1.4 Thanh công cụ Menu MapInfo 15.0 102 5.2 Một số tập thực hành phần mềm MapInfo 115 5.2.1 Xây dựng liệu đồ từ liệu truyền thống 115 5.2.2 Xây dựng liệu đồ từ liệu số 118 5.2.3 Tạo lập, chỉnh sửa chuyển đổi liệu 121 5.2.4 Bài tốn phân tích khơng gian GIS 126 5.2.5 Thành lập đồ chuyên đề 128 5.2.6 Làm việc với bảng liệu thuộc tính 130 5.2.7 Trình bày in ấn đồ 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ GIS 1.1 Khái niệm GIS GIS (viết tắt cụm từ Geographic Information System) nhánh công nghệ thơng tin, hình thành từ năm 60 kỷ XX phát triển mạnh thập niên gần GIS sử dụng nhằm xử lý đồng lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với thơng tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch quản lý hoạt động theo lãnh thổ Ngày nhiều quốc gia giới, GIS trở thành công cụ trợ giúp định hầu hết hoạt động kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phịng, đối phó với thảm họa, thiên tai, v.v GIS có khả trợ giúp quan phủ, nhà quản lý, doanh nghiệp, tổ chức cá nhân đánh giá trạng trình, thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua chức thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích tích hợp thơng tin gắn với đồ số quán sở tọa độ liệu đồ đầu vào Để hiểu khái niệm Hệ thống Thông tin Địa lý - GIS, trước hết cần hiểu cụm từ “Hệ thống”, “Hệ thống thông tin” “Thông tin địa lý” Theo từ điển bách khoa toàn thư, Hệ thống (Systems) tập hợp phần tử có quan hệ hữu với nhau, tác động chi phối lẫn theo quy luật định để trở thành chỉnh thể Hệ thống thông tin (Information Systems) hệ thống bao gồm yếu tố có quan hệ với làm nhiệm vụ thu thập, xử lý, lưu trữ phân phối thông tin liệu Thông tin địa lý (Geographical Information) loại thông tin cho biết đặc điểm đối tượng vị trí đối tượng Có nhiều định nghĩa GIS, như: (1) GIS tập hợp phần cứng, phần mềm máy tính với thông tin địa lý Tập hợp thiết kế để thu thập, lưu trữ, cập nhật, thao tác, phân tích, thể tất hình thức thơng tin mang tính khơng gian (R Tomlinson) (2) GIS hệ thống máy tính có khả lưu trữ sử dụng liệu mơ tả vị trí (nơi) bề mặt Trái đất - Một hệ thống gọi GIS có cơng cụ hỗ trợ cho việc thao tác với liệu không gian (Viện Không gian Địa cầu Trung Quốc) (3) GIS cơng cụ sở máy tính để lập đồ phân tích tượng tồn kiện xảy Trái đất (Viện Nghiên cứu hệ thống Môi trường Mỹ - ESRI) (4) GIS hệ thống phần cứng, phần mềm thủ tục thiết kế nhằm thu thập, xử lý, phân tích, mơ hình hóa hiển thị liệu quy chiếu không gian để giải vấn đề quản lý lập kế hoạch (Trung tâm Quốc gia phân tích thơng tin địa lý Mỹ - NCGIA) Từ khái niệm thấy điểm chung thống quan niệm GIS: hệ thống kết hợp người hệ thống máy tính thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị thơng tin địa lý phục vụ mục đích nghiên cứu, quản lý định Xét góc độ công cụ, GIS dùng để thu thập, lưu trữ, biến đổi, hiển thị thông tin không gian nhằm thực mục đích cụ thể Xét góc độ phần mềm, GIS hệ thống phần mềm nhằm xử lý thông tin không gian, phi không gian, thiết lập quan hệ không gian đối tượng Có thể nói chức phân tích khơng gian tạo diện mạo riêng cho GIS Xét góc độ ứng dụng quản lý nhà nước, GIS hiểu cơng nghệ xử lý liệu có tọa độ để biến chúng thành thông tin trợ giúp định phục vụ nhà quản lý Xét góc độ hệ thống, GIS hệ thống gồm hợp phần: phần cứng, phần mềm, sở liệu, phương pháp người 1.2 Nguồn gốc lịch sử phát triển GIS GIS đời đánh dấu cách mạng việc mơ hình hố vật, tượng bề mặt Trái đất GIS công cụ quan trọng định, chúng giúp ta lĩnh vực trở nên quan trọng sống hàng ngày người Những tiến GIS kết kết hợp nhiều công nghệ, lĩnh vực khác Cơ sở liệu (Database), thành lập đồ, viễn thám (Remote sensing), tốn học, lập trình, địa lý, thiết kế với trợ giúp máy tính (CAD) khoa học máy tính nhân tố quan trọng phát triển GIS Để nghiên cứu nguồn gốc, lịch sử hình thành phát triển GIS cần điểm lại mốc thời gian quan trọng sau: (1) Thời kỳ trước năm 1960: Đây coi thời kỳ sơ khai, khởi nguồn công nghệ GIS Năm 1940 ngành đồ họa máy tính (Computer Graphics) bắt đầu hình thành phát triển Nhiều người cho rằng, nguồn gốc GIS việc tạo đồ chuyên đề máy tính Các nhà quy hoạch sử dụng phương pháp chồng xếp đồ (Overlay), phương pháp mô tả cách có hệ thống lần Jacqueline Tyrwhitt sổ tay quy hoạch vào năm 1950, kỹ thuật cịn sử dụng việc tìm kiếm vị trí thích hợp cho cơng trình quy hoạch (2) Thời kỳ 1960 - 1980: Đây giai đoạn đời xây dựng ý tưởng GIS Năm 1962, Roger Tomlinson khởi xướng, lên kế hoạch đạo trực tiếp việc phát triển hệ thống địa lý Canada (CGIS) Đây thời điểm quan trọng lịch sử GIS nhiều người cho CGIS gốc GIS, đồng thời xem Roger 10 Chỉnh sửa đối tượng điểm, đường, vùng chữ - Chỉnh sửa đối tượng điểm: Kích đúp vào đối tượng điểm cần chỉnh sửa bảng Point Object: + Chỉnh sửa vị trí đặt đối tượng điểm Location (X, Y) + Chọn Style hiển thị bảng Symbol Style: chỉnh sửa màu sắc kích cỡ cho đối tượng điểm thẻ Color + Chỉnh sửa góc xoay đối tượng Rotation Angle + Chỉnh sửa màu nền, viền cho đối tượng Background + Chỉnh sửa cách hiển thị đối tượng Effects - Chỉnh sửa cách hiển thị đối tượng đường: + Kích đúp vào đối tượng đường cần chỉnh sửa, hiển thị hộp thoại Polyline Object: + Tích vào nút Smooth muốn làm trơn đường + Kích vào Style hiển thị hộp thoại Line Style + Chỉnh sửa loại đường hiển thị Style + Chỉnh sửa màu sắc đường Color + Chỉnh sửa độ rộng đường theo đơn vị pixels Pixels + Chỉnh sửa độ rộng đường theo đơn vị điểm Points - Chỉnh sửa cách hiển thị đối tượng vùng: + Kích đúp vào đối tượng vùng cần chỉnh sửa, hiển thị hộp thoại Region Object + Hiển thị thông số vị trí, tổng diện tích, chu vi, số lượng đoạn thẳng tạo vùng số lượng vùng hiển thị + Kích vào Style hiển thị hộp thoại Region Style + Chỉnh sửa mẫu màu (Pattern), hoa văn (Foreground), màu (Background) hộp thoại Fill + Chỉnh sửa kiểu đường viền bên vùng (Style), màu sắc viền (Color), độ rộng viền (With) hộp thoại Border 124 - Chỉnh sửa hình dạng vị trí đối tượng đường vùng: Khi số hóa đối tượng đường vùng khơng chuẩn xác, cần chỉnh sửa lại hình dạng vị trí đối tượng: + Chọn đối tượng cần chỉnh sửa; + Trên công cụ chọn biểu tượng Reshape  Hiện điểm Node chấm ô vuông màu đen nhỏ; + Kích chuột vào chấm để chỉnh sửa hình học cho đối tượng đường vùng - Thêm Node, xóa Node: Thêm Node, xóa Node tăng giảm điểm khống chế (chấm ô vng) để dễ dàng chỉnh sửa hình học cho đối tượng đường vùng + Thêm Node: Giả sử điểm A biên đối tượng bị sai số q trình số hóa, vị trí khơng có điểm Node để chỉnh sửa Khi ta sử dụng lệnh Add Node công cụ để thêm Node + Xóa Node: Chọn đối tượng cần chỉnh sửa  Trên công cụ chọn biểu tượng  Hiện điểm Node chấm ô vuông màu đen nhỏ  Dùng trỏ Reshape chuột chọn Node cần xóa  Ấn phím Del bàn phím để xóa Node - Chỉnh sửa đối tượng chữ: Kích đúp vào đối tượng chữ cần chỉnh sửa bảng Text Object: + Chỉnh sửa nội dung chữ hộp thoại Text + Chỉnh sửa font chữ, màu sắc, kích cỡ, kiểu dáng cho chữ hộp thoại Style + Chỉnh sửa tọa độ bắt đầu chữ Start X,Y + Căn chỉnh khoảng cách dòng khung Line Spacing + Căn chỉnh lề khung Justification + Căn chỉnh đường vị trí gốc đoạn chữ khung Lable Line + Chỉnh sửa góc xoay chữ Rotation Angle Chuyển đổi đối tượng đường sang vùng ngược lại - Chuyển đổi từ đối tượng đường (polyline) sang đối tượng vùng (region): + Dùng trỏ Select kích chọn lớp đối tượng đường cần chuyển + Vào Objects/Convert to Region Chú ý: Đối tượng đường để chuyển đổi sang vùng phải tạo thành từ đoạn thẳng trở lên, đường khép kín - Chuyển đổi từ đối tượng vùng (region) sang đối tượng đường (polyline): 125 + Dùng trỏ Select kích chọn lớp đối tượng vùng cần chuyển + Vào Objects/Convert to Polyline 5.2.4 Bài tốn phân tích khơng gian GIS Bài tập mô phỏng: Thực chức phân tích khơng gian với tốn ứng dụng sau đây: Ghép, tách, tính diện tích đất liền kề Tạo vùng đệm khu bảo tồn thiên nhiên Nội suy vùng ô nhiễm từ điểm quan trắc 1) Mục đích Giúp sinh viên làm quen với chức phân tích khơng gian GIS; ứng dụng giải toán thực tiễn 2) Hướng dẫn Ghép, tách, tính diện tích đất liền kề Trong thực tế tốn phổ biến Ví dụ, ơng A mua đất liền kề, đồ ông A muốn ghép đất mua với đất nhà Hoặc ơng B muốn chia đất nhà thành phần người Trước thực phép tốn phân tích khơng gian cần xây dựng sở liệu, nhập liệu vào phần mềm MapInfo Trên thực tế liệu đất liệu trích lục từ đồ địa có sẵn, liệu số hóa từ đồ giấy liêu nhập vào từ thiết bị đo vẽ trực tiếp thực địa (máy toàn đạc, máy kinh vĩ, GPS) Trường hợp ta tiến hành số hóa mơ đất qua bước sau: - Mở lớp thơng tin để số hóa mơ đất - Ghép hai đất liền kề: cơng cụ + Chọn cơng cụ số hóa dạng vùng + Xuất trỏ (+) tiến hành số hóa đất liền kề + Giữ Shift dùng chỏ Select chọn vùng (2 đất) vừa số hóa + Vào thực đơn Objects/Combine  Hiện bảng Data Aggregation: Trong mục Aggregation Method ghép đơn khơng cần liệu thuộc tính chọn Blank, cần giá trị cho liệu thuộc tính chọn Value (trường hợp ta chọn Value)/OK - Tách đất thành thửa: công cụ + Chọn công cụ số hóa dạng vùng + Xuất trỏ (+) tiến hành số hóa đất cần tách + Dùng trỏ Select chọn đất vừa số hóa + Vào thực đơn Objects/Set Taget 126 + Chọn công cụ số hóa dạng đường để tạo ranh giới phân tách đất cần tách thành đất + Dùng trỏ Select chọn ranh giới vừa số hóa  Vào Objects/Polyline Split  Hiện bảng Split With Polyline/Next - Để biết diện tích đất kích đúp vào vùng (thửa đất)  Hiện bảng Region Object Diện tích đất hiển thị mục Total Area Tạo vùng đệm khu bảo tồn thiên nhiên Đây dạng tốn phân tích vùng đệm, sử dụng lệnh Buffe thực đơn Objects Ví dụ, xác định vùng đệm km dọc hai bên đường giao thông thuộc khu bảo tồn thiên nhiên, bước thực sau: - Mở lớp thơng tin để số hóa mơ vùng (khu bảo tồn) - Chọn công cụ số hóa dạng vùng cơng cụ tiến hành số hóa khu bảo tồn thiên nhiên - Chọn cơng cụ số hóa dạng đường đường giao thơng qua khu bảo tồn để tạo - Tạo vùng đệm: Chọn đối tượng đường giao thông  Vào Objects/Buffe  Hiện bảng Buffe Objects: Trong mục Value chọn giá trị 3; mục Units chọn đơn vị kilometers/Next/OK Nội suy vùng ô nhiễm từ điểm quan trắc Nội suy điểm thành vùng dạng toán nội suy khơng gian điển hình Trong MapInfo thực phép tốn nội suy đơn giản Ví dụ phân vùng ô nhiễm từ điểm quan trắc xác định phạm vi ô nhiễm cho điểm - Phân vùng ô nhiễm từ điểm quan trắc: + Xác định vị trí điểm quan trắc đồ Giả sử có điểm quan trắc T1, T2, T3, T4, T5 hình vẽ + Dùng trỏ Select chọn tất điểm quan trắc + Vào thực đơn Objects/Voronoi  Hiện bảng Data Aggregation/OK Chú ý: Lệnh Voronoi áp dụng trường hợp liệu có từ điểm điểm quan trắc trở lên - Xác định phạm vi ô nhiễm cho điểm: Giả sử điểm quan trắc T1 phạm vi ô nhiễm nặng bán kính 1,5 km, bước xác định phạm vi ô nhiễm sau: 127 + Dùng trỏ Select chọn điểm quan trắc T1 + Vào Objects/Buffe + Hiện bảng Buffe Objects: Trong mục Value chọn giá trị 1,5; mục Units chọn đơn vị kilometers/Next/OK 5.2.5 Thành lập đồ chuyên đề Bài tập mô phỏng: Xây dựng đồ mật độ dân số Việt Nam 1) Mục đích Giúp sinh viên làm quen với đồ chuyên đề, cập nhật liệu thuộc tính, lựa chọn phương pháp thành lập đồ chuyên đề 128 2) Hướng dẫn Điều kiện để thành lập đồ mật độ dân số liệu Vietnam_tinh phải có liệu thuộc tính kèm, có trường: dân số diện tích tỉnh - Mở liệu VN_tinh: File/Open/Tìm đường dẫn đến Folder chứa liệu VN_tinh hộp Look in  Mở File VN_tinh - Dưới Editting chọn lớp: VN_tinh - Vào Map/Create Thematic Map  Hiện bảng Create Thematic Map - Step of 3: Chọn kiểu phương pháp biểu diễn Type Trường hợp đồ mật độ dân số sử dụng phương pháp chất lượng  Chọn kiểu Ranges: Chọn kiểu phân tầng màu Template Name/Next - Hiện bảng Create Thematic Map Step of 3: + Trong hộp Table: Chọn VN_tinh + Trong Field: Chọn Expression  Hiện bảng Expression + Trong hộp Columns: Chọn “Danso” + Trong Operators: Chọn phép chia “/” + Trong Functions: Chọn “Area” Chú ý: Kích vào Verify báo “Syntax is correct”: nghĩa công thức + OK/Next/OK - Hiện bảng Create Thematic Map - Step of 3: + Vào Ranges muốn phân chia lại khoảng giá trị cần tạo màu + Vào Styles muốn thay đổi lại kiều màu, kiểu đường, + Vào Legend để đánh tên giải, đơn vị, lựa chọn hiển thị cho giải - Nhấn OK để kết thúc 129 5.2.6 Làm việc với bảng liệu thuộc tính Bài tập mơ phỏng: Từ file liệu Vietnam_tinh máy tính, mở bảng liệu thuộc tính Thực chức thêm cột, thêm dòng, cập nhật liệu cho bảng liệu thuộc tính 1) Mục đích Giúp sinh viên làm quen với bảng liệu thuộc tính; thực hành thao tác thêm cột, thêm dòng, cập nhật cho bảng liệu thuộc tính 2) Hướng dẫn Dưới bước làm việc với bảng liệu thuộc tính file liệu Vietnam_tinh liệu Atlas Việt Nam Mở bảng liệu thuộc tính, thêm cột, thêm dịng - Mở liệu VN_tinh: File/Open/Tìm đường dẫn đến Folder chứa liệu VN_tinh hộp Look in  Mở File VN_tinh - Dưới Editting chọn lớp: VN_tinh - Mở bảng liệu thuộc tính: Trên cơng cụ, kích vào biểu tượng New Browser  Hiển thị bảng liệu thuộc tính - Thêm cột cho bảng liệu: Trên bảng liệu thuộc tính, kích chuột phải: Chọn Pick Fields  Hiện bảng Pick Fields: Chọn Add để thêm cột (trường), đặt tên cho cột mục Name /OK Chú ý: Có thể thêm cột cơng thức (chọn Expresio ) có mối liên quan đến liệu có Ví dụ thêm trường Mật độ dân số dựa vào trường Dân số Diện tích có - Thêm dịng cho bảng liệu: Trên bảng liệu thuộc tính, kích chuột phải: Chọn New Row  Sẽ tự động add thêm dòng cuối bảng liệu Cập nhật liệu cho bảng liệu thuộc tính Bảng liệu thuộc tính (dân số, diện tích, sản lượng, ) liệu bị cũ, lạc hậu cần phải cập nhật lại - Cách 1: Cập nhật thủ cơng: Mở bảng liệu thuộc tính  Kích vào dòng liệu cập nhật liệu cho dòng - Cách 2: Update liệu từ bảng Excel vào MapInfo: Đây cách phổ biến đơi ta phải lấy liệu thuộc tính từ nguồn niên giám thống kê dạng bảng Excel, ta khơng thể nhập thủ cơng tay 5.2.7 Trình bày in ấn đồ Bài tập mô phỏng: Tạo lưới chiếu, thước tỷ lệ, bảng giải, trình bày hiển thị đồ hành 1) Mục đích Giúp sinh viên rèn luyện kỹ trình bày, hoàn thiện in đồ 130 2) Hướng dẫn Dưới bước hoàn thiện đồ trang Layout, trường hợp minh họa cho đồ hành tỉnh Thái Nguyên Bước 1: Tạo lưới chiếu, chuyển từ trang làm việc sang trang Layout, tạo khung đồ đánh số kinh độ, vĩ độ cho đồ: - Trước tiên cho hiển thị công cụ tạo lưới chiếu Grid Maker , cách: Vào Tools/Tool Manager  Tìm cơng cụ Grid Maker, kích vào cột Loaded/Autoload Hoặc vào Tools/Run Map Basic Program chọn Grid Maker/Open - Trên công cụ chọn công cụ tạo lưới chiếu Create Grid , trỏ chuột (+)  Khoanh phạm vi lãnh thổ cần tạo lưới chiếu  Hiện bảng Grid Maker: - Chọn kiểu lưới chiếu Object Types Object Styles Thông thường ta chọn kiểu Straight Polylines, kiểu Polylines nét đứt - Chọn khoảng cách đường kinh vĩ tuyến hộp Spacing between lines Thông thường để 0,25 degrees cho đồ cấp tỉnh (Có thể thử bấm OK để bảng MapInfo, lựa chọn số lượng ô lưới khoảng 40 - 80) - Chuyển sang trang Layout (trang trình bày): Vào Window/New Layout Window  Hiện bảng New Layout Window/OK - Trên trang Layout trước đánh số kinh độ, vĩ độ nên chỉnh chuẩn, chọn khổ giấy, tạo khung đồ: + Căn chỉnh: Kích vào vng màu đen nhỏ góc khung đồ để kéo cho chuẩn, phóng to (thu nhỏ) bên trang Map thay đổi kích thước đồ bên trang Layout + Chọn khổ giấy: Vào File/Page Setup  Hiện bảng, chọn khổ giấy Size, kiểu đứng/ngang Orientation/OK + Tạo khung đồ: Dùng công cụ Rectangle để tạo khung, chọn kiểu khung, màu sắc kiểu đường viền cách kích đúp vào khung Muốn khung Rectangle ẩn phía sau (để hiển thị đồ) ta kích chuột phải chọn Send to Back 131 - Tạo số kinh độ, vĩ độ: + Cho hiển thị đồng thời trang Layout trang Map cửa sổ làm việc: Vào Window/Tile Window + Trên trang Map: Dùng công cụ Info Copy tọa độ Info Tool kích vào đường kinh độ (vĩ độ)  + Trên trang Layout: Dùng cơng cụ Text kích vào vị trí cần hiển thị số đường kinh độ (vĩ độ) vừa chọn  Paste (Ctrl V) Bước 2: Tạo thước tỷ lệ, kim hướng cho đồ - Tạo thước tỷ lệ: + Hiển thị công cụ tạo thước tỷ lệ Scale Bar cách: Vào Tools/Tool Manager  Tìm cơng cụ Scale Bar, kích vào cột Loaded/Autoload Hoặc vào Tools/Run Map Basic Program chọn Scale Bar /Open + Trên trang Map: Chọn công cụ Create a Scale Bar , hiển thị trỏ (+), di chuyển đến vị trí để thước  Kích đơn chuột, bảng Create Adornment/Next  Hiện bảng Create Scale bar: Chọn độ đơn vị Bar Length; Chọn màu sắc, kiểu đường, kiểu chữ Bar Type /Finish + Muốn để thước hiển thị trang Layout: Dùng trỏ Marquee Select lựa chọn toàn phần thước tỷ lệ  Cut (Ctrl X)  Chuyển sang trang Layout sử dụng công cụ Text kích vào vị trí cần để thước  Paste (Ctrl V) Chú ý: Để xác định tỷ lệ đồ kích trực tiếp vào đồ trang Layout  Hiện bảng Frame Object: Thông số tỷ lệ đồ mục Map Scale Option; Scale: cm ứng với X km; thay đổi kích thước tỷ lệ cách thay đổi thông số hộp Scale - Tạo kim hướng Bắc Nam: + Chọn công cụ tạo đổi tượng điểm công cụ + Di chuyển trỏ (+) đến vị trí cần tạo kim hướng  Kích chuột trái tạo biểu tượng ký hiệu cho đối tượng điểm (mặc định màu đen) + Kích đúp vào đối tượng điểm vừa tạo bảng Point Object  Chọn Style hiển thị bảng Symbol Style: Trong thẻ Font chọn MapInfo Arrows; thẻ Symbol chọn kiểu ký hiệu kim hướng; thẻ Color chọn màu sắc kích cỡ cho kim hướng 132 Bước 3: Tạo bảng giải: - Tạo khung giải: Dùng công cụ Rectangle - Dùng công cụ Text để tạo khung giải để tạo giải dạng Text - Dùng công cụ: vùng - Có thể sử dụng cơng cụ hỏi: đường, vùng, chữ bên trang Map để tạo ký hiệu điểm, đường, để xác định ký hiệu điểm, - Ngồi ra, đưa hình ảnh, biểu đồ, lát cắt lên trang Layout thông qua cửa sổ Frame công cụ Bước 4: Lưu trang làm việc, xuất trang Layout sang file ảnh in ấn đồ - Lưu trang làm việc: Vào Menu File/Save Workpace dùng để lưu lại trang làm việc, nhằm quản lý tổ chức tồn cơng việc thực Lệnh cho phép lưu lại trang in, biểu đồ hay đồ chuyên đề - Xuất trang Layout sang file ảnh: + Vào File/Save Window as  Hiện bảng Save Window to File  Tìm đường dẫn đến Folder để file ảnh cần lưu: Đánh tên file vào hộp File name/Chọn dạng đuôi ảnh Save as type (thông thường chọn đuôi (*.jpg))/Save + Hiện bảng Save Window as: Chỉnh kích thước độ phân giải ảnh hộp Custom Size Chú ý độ phân giải ảnh Resolution để cao ảnh nét dung lượng ảnh lớn, thông thường để Resolution khoảng 300 - 500 dpi + Ấn Save để ghi lại - In ấn đồ: Nếu máy tính có kết nối với máy in ta in trực tiếp sản phẩm đồ phần mềm MapInfo: + Vào File/Print bảng Print + Chọn máy in, trang in, số lượng in/Ok Ngồi ra, in đồ dạng in ảnh sau xuất đồ sang file ảnh 133 BÀI TẬP VẬN DỤNG CHƯƠNG Từ đồ ảnh tỉnh Thái Nguyên (trong file liệu máy tính), mở MapInfo tiến hành đăng ký tọa độ ảnh, số hóa lớp thơng tin dạng đường: ranh giới hành chính, đường giao thơng, sơng ngòi tỉnh Thái Nguyên Từ đồ ảnh tỉnh Thái Nguyên (trong file liệu máy tính), mở MapInfo tiến hành đăng ký tọa độ ảnh, số hóa lớp thơng tin dạng vùng: hành huyện, đổ màu hành cho huyện tạo lớp thông tin dạng Text để ghi tên huyện tỉnh Thái Nguyên Từ file liệu Atlas Vietnam máy tính, mở MapInfo tiến hành cắt ranh giới hành tỉnh, cắt ranh giới huyện hệ thống đường giao thơng tỉnh Từ file liệu Atlas Vietnam máy tính, mở MapInfo tiến hành cắt ranh giới hành tỉnh Thái Nguyên, thực bước tạo lưới chiếu đồ, đánh số kinh độ, vĩ độ trang Layout Từ file liệu Atlas Vietnam máy tính, mở MapInfo tiến hành cắt ranh giới hành tỉnh bất kỳ, tạo lưới chiếu chuyển sang trang Layout Từ file liệu Atlas Vietnam máy tính, mở MapInfo tiến hành cắt ranh giới hành huyện tỉnh bất kỳ, chuyển sang trang Layout, tạo thước tỷ lệ bảng giải cho đồ Trong MapInfo làm để xuất đồ sang dạng file ảnh (đuôi JPG) biết tỷ lệ đồ trang Layout? (Thực hành thao tác máy tính cách tạo đồ đơn giản để minh họa) Sử dụng MapInfo tạo lớp thông tin mới, số hóa đối tượng vùng liền kề, ghép hai đối tượng lại với tính diện tích vùng vừa ghép (Bài toán ghép hai đất gần nhau) Để chỉnh sửa hình dạng đối tượng (vùng, đường) ta phải làm nào? Thực hành thao tác MapInfo, có sử dụng chức thêm Node xóa Node cho đối tượng 10 Trong MapInfo tạo vùng đệm km dọc hai bên đường giao thông thuộc khu bảo tồn thiên nhiên (sử dụng lệnh Buffe thực đơn Objects) 11 Từ file liệu Vietnam_tinh máy tính, sử dụng chức Create Thematic Map MapInfo để thành lập đồ chuyên đề “Mật độ dân số Việt Nam” 12 Từ file liệu Vietnam_tinh máy tính, mở bảng liệu thuộc tính, thực chức thêm cột, thêm dịng, cập nhật liệu cho bảng liệu thuộc tính 13 Tạo bảng liệu thuộc tính có mối quan hệ với liệu không gian Minh họa cách số hóa ranh giới huyện tỉnh Thái Nguyên (từ file ảnh), tạo bảng liệu thuộc tính có trường liệu: dân số, diện tích huyện 14 Thực hành thao tác chuyển đổi từ liệu dạng đường (polyline) sang liệu dạng vùng (region) ngược lại 15 Mở lớp liệu đồ máy tính chuyển sang trang trình bày, cài đặt khổ giấy in A4, xuất liệu sang file ảnh để mang in 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Lâm Quang Dốc, (2010), Bản đồ đại cương, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội [2] Đặng Văn Đức, (2001), Giáo trình Hệ thống thơng tin địa lý, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [3] Lê Thị Giang, (2009), Tài liệu hướng dẫn thực hành phần mềm ArcView/ArcGIS, NXB Nông nghiệp [4] Nguyễn Kim Lợi, Vũ Minh Tuấn, (2009), Thực hành: Hệ thống thông tin địa lý, NXB Nông nghiệp [5] Nguyễn Hồng Phương, Đinh Văn Ưu, (2007), Hệ thống thông tin địa lý số ứng dụng Hải dương học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [6] Trần Thị Băng Tâm, (2006), Giáo trình Hệ thống thơng tin địa lý, NXB Nơng nghiệp [7] Nguyễn Ngọc Thạch, Phạm Viết Hòa, Nguyễn Vũ Giang, (2013), Địa thông tin - Nguyên lý ứng dụng, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ [8] Nguyễn Thế Thận, (2002), Cơ sở Hệ thống thông tin địa lý, NXB Khoa học Kỹ thuật [9] Lê Văn Trung, (2005), Viễn Thám, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [10] Lê Bảo Tuấn, (2010), Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý, Đại học Khoa học - Đại học Huế [11] Nguyễn Cao Tùng, (2014), Tài liệu tập huấn sử dụng QGIS bản, Trung tâm Viễn thám Công nghệ thông tin Quốc gia Tài liệu tiếng nước [12] Aronoff, S, (1989), Geographic Information Systems: A management perspective WDL Publications, Ottawa, Canada 294 p [13] Bernhardsen, T, (2002), Geographic Information Systems: An Introduction John Wiley & Sons, Inc., Indianapolis, U.S [14] Berry, J K, (1987), Fundamental operations in computer-assisted map analysis Int J of Geographic Info Systems 1:119-136 [15] Berry, J K, (1989), Beyond mapping: Spatial data analysis pp 10-16 In The GIS Sourcebook GIS World, Inc., Ft Collins, CO 180 p [16] Burrough, P.A, (1986), Principle of Geographical Information Systems for Land Resources Assessment Oxford University Press U.K 186 pages 135 [17] Burrough, P.A Rachael McDonnell, P A (1998), Principles of Geographical Information Systems (Spatial Information Systems); 2nd edition Oxford Press [18] Campbell, J B (2007), Introduction to Remote Sensing, 4th ed, New York: Guilford Press [19] Filin, S (2004), Surface classification from airborne laser scanning data, Computers and Geosciences 30, 1033-1041 [20] Fu, P., and J Sun (2010) Web GIS: Principles and Applications, ESRI Press Redlands, CA ISBN 1-58948-245-X [21] Hale, S R., and Rock, B N (2003), Impacts of topographic normalization on land-cover classification accuracy, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 69, 785-792 [22] Harris, R J., and Longley, P A (2010), New data and approaches for urban analysis: Modeling residential densitie, Transactions in GIS 4, 217-234 [23] Gao, J (2012), Integration of GPS with remote sensing and GIS: Reality and prospect, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 68, 447-453 [24] Greene, R.; Devillers, R.; Luther, J.E.; Eddy, B.G (2011), “GIS-based multi-criteria analysis” Geography Compass, 56: 412-432 [25] Madurika, HKGM; Hemakumara, GPTS (2017) “Gis Based Analysis For Suitability Location Finding In The Residential Development Areas Of Greater Matara Region” International Journal of Scientific & Technology Research (8): 96-105 [26] Maliene V, Grigonis V, Palevičius V, Griffiths S (2011) “Geographic information system: Old principles with new capabilities” Urban Design International pp 1-6 [27] Miura, H., and Midorikawa, S (2016), Updating GIS building inventory data using highresolution satellite images for earthquake damage assessment: Application to metro Manila, Philippines, Earthquake Spectra 22, 151-168 [28] Rajasekar, U., and Weng, Q (2009) Urban heat island monitoring and analysis by data mining of MODIS imageries ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 64, 86-96 [29] Schmidt, K S., Skidmore, A K., Kloosterman, E H., et al (2014), Mapping coastal vegetation using an expert system and hyperspectral imagery Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 703-715 [30] Sui, D Z (2016), The wikification of GIS and its consequences: Or Angelina Jolie’s new tattoo and the future of GIS, Computers, Environment, and Urban Systems 32, 1-5 [31] Tim Foresman, (1997), The History of GIS (Geographic Information Systems): Perspectives from the Pioneers (Prentice Hall Series in Geographic Information Science) Prentice Hall PTR; 1st edition (November 10, 1997), 416 p 136 [32] Thomas, N., Hendrix, C., and Congalton, R G (2013), A comparison of urban mapping methods using high-resolution digital imagery, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 69, 963-972 [33] Zhou, Q.; Liu, X (2013), “Analysis of errors of derived slope and aspect related to DEM data properties” Computers and Geosciences, 30: 269-378 [34] Weng, Q (2002), Land use change analysis in the Zhujiang Delta of China using satellite remote sensing, GIS, and stochastic modeling, Journal of Environmental Management 64, 273-284 [35] Williams, J (2001), GIS Processing of Geocoded Satellite Data, p 327 Chichester, UK: Springer and Praxis Publishing 137 GIÁO TRÌNH HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ Chịu trách nhiệm xuất Giám đốc - Tổng biên tập TS LÊ LÂN Biên tập sửa in BÙI THỊ HẠNH Trình bày, bìa VŨ HẢI YẾN NHÀ XUẤT BẢN NƠNG NGHIỆP 167/6 Phương Mai - Đống Đa - Hà Nội ĐT: (024) 38523887, (024) 38521940 - Fax: 024.35760748 Website: http://www.nxbnongnghiep.com.vn E - mail: nxbnn1@gmail.com CHI NHÁNH NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP 58 Nguyễn Bỉnh Khiêm - Q.I - Tp Hồ Chí Minh ĐT: (028) 38299521, 38297157 - Fax: (028) 39101036 In 115 khổ 1927cm Xưởng in NXB Nông nghiệp Địa chỉ: Số 6, ngõ 167 Phương Mai, Đống Đa, Hà Nội Đăng ký KHXB số 2058-2018/CXB/3-130/NN ngày 15/6/2018 Quyết định XB số: 25/QĐ-NN ngày 30/7/2018 ISBN: 978-604-60-2787-4 In xong nộp lưu chiểu quý III/2018 138 ... niệm Hệ thống Thông tin Địa lý - GIS, trước hết cần hiểu cụm từ ? ?Hệ thống? ??, ? ?Hệ thống thông tin? ?? ? ?Thông tin địa lý? ?? Theo từ điển bách khoa toàn thư, Hệ thống (Systems) tập hợp phần tử có quan hệ. .. dụng); hệ thống thông tin đầu vào hệ thống cập nhật thông tin; hệ thống sở liệu; hệ thống hiển thị thông tin giao diện với người sử dụng Tuy nhiên, GIS có khác biệt với hệ thống thơng tin khác... hệ thống số hóa cung cấp cơng cụ nhập thao tác liệu; Hệ thống phân tích địa lý cung cấp cơng cụ hỗ trợ phân tích; Hệ thống hiển thị đồ; Hệ thống quản lý sở liệu; Hệ thống phân tích thống kê Hệ