1 1 GIS LÀ GÌ? Hệ Thông tin địa lý GIS (Geographical Information System) là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực trên trái đất Công nghệ GIS kết hợp các thao tác[.]
1 GIS LÀ GÌ? Hệ Thơng tin địa lý - GIS (Geographical Information System) cơng cụ máy tính để lập đồ phân tích vật, tượng thực trái đất Công nghệ GIS kết hợp thao tác sở liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, phép phân tích địa lý hình ảnh cung cấp từ đồ Những khả phân biệt GIS với hệ thống thông tin khác khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng nhiều lĩnh vực khác (phân tích kiện, dự đoán tác động hoạch định chiến lược) Hiện nay, thách thức mà phải đối mặt - bùng nổ dân số, ô nhiễm, phá rừng, thiên tai-chiếm không gian địa lý quan trọng Khi xác định cơng việc kinh doanh (như tìm khu đất tốt cho trồng chuối, tính tốn lộ trình tối ưu cho chuyến xe khẩn cấp), GIS cho phép tạo lập đồ, phối hợp thông tin, khái quát viễn cảnh, giải vấn đề phức tạp, phát triển giải pháp hiệu mà trước không thực GIS công cụ cá nhân, tổ chức, trường học, phủ doanh nghiệp sử dụng nhằm hướng tới phương thức giải vấn đề Lập đồ phân tích địa lý khơng phải kỹ thuật mới, GIS thực thi công việc tốt nhanh phương pháp thủ cơng cũ Trước cơng nghệ GIS, có số người có kỹ cần thiết để sử dụng thơng tin địa lý giúp ích cho việc giải vấn đề đưa định Ngày nay, GIS ngành công nghiệp hàng tỷ la với tham gia hàng trăm nghìn người toàn giới GIS dạy trường phổ thơng, trường đại học tồn giới Các chuyên gia lĩnh vực nhận thức ưu điểm kết hợp công việc họ GIS CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS? GIS kết hợp năm thành phần chính: phần cứng, phần mềm, liệu, người phương pháp Phần cứng: Phần cứng hệ thống máy tính hệ GIS hoạt động Ngày nay, phần mềm GIS có khả chạy nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm đến máy trạm hoạt động độc lập liên kết mạng Phần mềm: Phần mềm GIS cung cấp chức cơng cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích hiển thị thơng tin địa lý Các thành phần phần mềm GIS là: + Công cụ nhập thao tác thông tin địa lý + Hệ quản trị sở liệu(DBMS) + Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích hiển thị địa lý + Giao diện đồ hoạ người-máy (GUI) để truy cập cơng cụ dễ dàng Dữ liệu: Có thể coi thành phần quan trọng hệ GIS liệu Các liệu địa lý liệu thuộc tính liên quan người sử dụng tự tập hợp mua từ nhà cung cấp liệu thương mại Hệ GIS kết hợp liệu không gian với nguồn liệu khác, chí sử dụng DBMS để tổ chức lưu giữ quản lý liệu Con người: Công nghệ GIS bị hạn chế khơng có người tham gia quản lý hệ thống phát triển ứng dụng GIS thực tế Người sử dụng GIS chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế trì hệ thống, người dùng GIS để giải vấn đề công việc Phương pháp: Một hệ GIS thành cơng theo khía cạnh thiết kế luật thương mại mô thực thi cho tổ chức GIS LÀM VIỆC NHƯ THẾ NÀO? GIS lưu giữ thông tin giới thực dạng tập hợp lớp chuyên đề liên kết với nhờ đặc điểm địa lý Điều đơn giản vô quan trọng công cụ đa chứng minh có giá trị việc giải nhiều vấn đề thực tế, từ thiết lập tuyến đường phân phối chuyến xe, đến lập báo cáo chi tiết cho ứng dụng quy hoạch, hay mơ lưu thơng khí tồn cầu Tham khảo địa lý: Các thơng tin địa lý chứa tham khảo địa lý (chẳng hạn nh kinh độ, vĩ độ toạ độ lới quốc gia), chứa tham khảo địa lý ẩn (như địa chỉ, mã bưu điện, tên vùng điều tra dân số, định danh khu vực rừng tên đường) Mã hố địa lý q trình tự động thường dùng để tạo tham khảo địa lý (vị trí bội) từ tham khảo địa lý ẩn (là mô tả, địa chỉ) Các tham khảo địa lý cho phép định vị đối tượng (như khu vực rừng hay địa điểm thơng mại) kiện (như động đất) bề mặt đất phục vụ mục đích phân tích Mơ hình Vector Raster: Hệ thống thông tin địa lý làm việc với hai dạng mơ hình liệu địa lý khác - mơ hình vector mơ hình raster Trong mơ hình vector, thơng tin điểm, đường vùng mã hoá lưu dạng tập hợp toạ độ x,y Vị trí đối tượng điểm, lỗ khoan, biểu diễn toạ độ đơn x,y Đối tượng dạng đường, đường giao thơng, sơng suối, lưu dạng tập hợp toạ độ điểm Đối tượng dạng vùng, khu vực buôn bán hay vùng lưu vực sơng, lưu vịng khép kín điểm toạ độ Mơ hình vector hữu ích việc mô tả đối tượng riêng biệt, hiệu miêu tả đối tượng có chuyển đổi liên tục kiểu đất chi phí ước tính cho bệnh viện Mơ hình raster phát triển cho mơ đối tượng liên tục Một ảnh raster tập hợp lưới Cả mơ hình vector raster dùng để lưu liệu địa lý với ưu điểm, nhược điểm riêng, Các hệ GIS đại có khả quản lý hai mơ hình CÁC NHIỆM VỤ CỦA GIS Mục đích chung Hệ Thơng tin địa lý thực nhiệm vụ sau: + Nhập liệu + Thao tác liệu + Quản lý liệu + Hỏi đáp phân tích + Hiển thị Nhập liệu: Trước liệu địa lý dùng cho GIS, liệu phải chuyển sang dạng số thích hợp Q trình chuyển liệu từ đồ giấy sang file liệu dạng số gọi q trình số hố Cơng nghệ GIS đại thực tự động hồn tồn q trình với cơng nghệ qt ảnh cho đối tượng lớn; đối tượng nhỏ đòi hỏi số q trình số hố thủ cơng (dùng bàn số hoá) Ngày nay, nhiều dạng liệu địa lý thực có định dạng tương thích GIS Những liệu thu từ nhà cung cấp liệu nhập trực tiếp vào GIS Thao tác liệu: Có trường hợp dạng liệu đòi hỏi chuyển dạng thao tác theo số cách để tương thích với hệ thống định Ví dụ, thơng tin địa lý có giá trị biểu diễn khác tỷ lệ khác (hệ thống đờng phố chi tiết hố file giao thơng, chi tiết file điều tra dân số có mã bưu điện mức vùng) Trước thông tin kết hợp với nhau, chúng phải chuyển tỷ lệ (mức xác mức chi tiết) Đây chuyển dạng tạm thời cho mục đích hiển thị cố định cho u cầu phân tích Cơng nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ cho thao tác liệu không gian cho loại bỏ liệu không cần thiết Quản lý liệu: Đối với dự án GIS nhỏ, lưu thơng tin địa lý dạng file đơn giản Tuy nhiên, kích cỡ liệu trở nên lớn số lượng người dùng nhiều lên, cách tốt sử dụng hệ quản trị sở liệu (DBMS) để giúp cho việc lưu giữ, tổ chức quản lý thông tin Một DBMS đơn giản phần mền quản lý sở liệu Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, GIS cấu trúc quan hệ tỏ hữu hiệu Trong cấu trúc quan hệ, liệu lưu trữ dạng bảng Các trường thuộc tính chung bảng khác dùng để liên kết bảng với Do linh hoạt nên cấu trúc đơn giản sử dụng triển khai rộng rãi ứng dụng GIS Hỏi đáp phân tích: Một có hệ GIS lưu giữ thông tin địa lý, bắt đầu hỏi câu hỏi đơn giản như: + Ai chủ mảnh đất góc phố? + Hai vị trí cách bao xa? + Vùng đất dành cho hoạt động công nghiệp đâu? Và câu hỏi phân tích như: + Tất vị trí thích hợp cho xây dựng tồ nhà nằm đâu? + Kiểu đất ưu cho rừng sồi gì? + Nếu xây dựng đường quốc lộ đây, giao thông chịu ảnh hưởng nào? GIS cung cấp khả hỏi đáp đơn giản "chỉ nhấn" công cụ phân tích tinh vi để cung cấp kịp thời thơng tin cho người quản lý phân tích Các hệ GIS đại có nhiều cơng cụ phân tích hiệu quả, có hai cơng cụ quan trọng đặc biệt: Phân tích liền kề: + Tổng số khách hàng bán kính 10 km khu hàng? + Những lô đất khoảng 60 m từ mặt đờng? Để trả lời câu hỏi này, GIS sử dụng phương pháp vùng đệm để xác định mối quan hệ liền kề đối tượng Phân tích chồng xếp: Chồng xếp q trình tích hợp lớp thơng tin khác Các thao tác phân tích địi hỏi nhiều lớp liệu phải liên kết vật lý Sự chồng xếp này, hay liên kết không gian, kết hợp liệu đất, độ dốc, thảm thực vật sở hữu đất với định giá thuế Hiển thị: Với nhiều thao tác liệu địa lý, kết cuối hiển thị tốt dạng đồ biểu đồ Bản đồ hiệu lưu giữ trao đổi thông tin địa lý GIS cung cấp nhiều cơng cụ thú vị để mở rộng tính nghệ thuật khoa học ngành đồ Bản đồ hiển thị kết hợp với báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp liệu khác (đa phương tiện) DỮ LIỆU CHO GIS Những liệu đồ cần thiết? Nhìn chung có số loại liệu đồ phổ biến sau: Bản đồ nền: bao gồm đồ đường phố, đường quốc lộ; đường ranh giới hành chính, ranh giới vùng dân cư; sơng, hồ; mốc biên giới; tên địa danh đồ raster Bản đồ liệu thương mại: Bao gồm liệu liên quan đến dân số/nhân khẩu, người tiêu thụ, dịch vụ thương mại, bảo hiểm sức khoẻ, bất động sản, truyền thông, quảng cáo, sở kinh doanh, vận tải, tình trạng tội phạm Bản đồ liệu mơi trường: Bao gồm liệu liên quan đến môi trường, thời tiết, cố môi trường, ảnh vệ tinh, địa hình nguồn tài nguyên thiên nhiên Bản đồ tham khảo chung: Bản đồ giới quốc gia; liệu làm cho sở liệu riêng CÁC CÔNG NGHỆ LIÊN QUAN GIS liên quan mật thiết với số hệ thống thông tin khác, khả thao tác phân tích liệu địa lý có cơng nghệ GIS thực Mặc dù khơng có quy tắc tắc cách phân loại hệ thống thơng tin, giới thiệu giúp phân biệt GIS với công nghệ desktop mapping, trợ giúp thiết kế nhờ máy tính (computer-aided design - CAD), viễn thám (remote sensing), hệ quản trị sở liệu (DBMS), hệ thống định vị toàn cầu (global positioning systems-GPS) Desktop Mapping (thành lập đồ): Là desktop mapping system sử dụng đồ để tổ chức liệu tương tác người dùng Trọng tâm hệ thống thành lập đồ: đồ sở liệu Phần lớn hệ thống Desktop Mapping hạn chế so với GIS khả quản lý liệu, phân tích khơng gian khả tuỳ biến Các hệ thống Desktop mapping hoạt động máy tính để bàn nh PC, Macintosh, máy trạm UNIX nhỏ CAD (trợ giúp thiết kế nhờ mày tính): Hệ thống CAD trợ giúp cho việc tạo thiết kế xây dựng nhà sở hạ tầng Tính địi hỏi thành phần đặc trưng cố định tập hợp để tạo nên toàn cấu trúc CAD yêu cầu số quy tắc việc tập hợp thành phần khả phân tích giới hạn Hệ thống CAD mở rộng để hỗ trợ đồ thông thường bị giới hạn quản lý phân tích sở liệu địa lý lớn Viễn thám GPS (hệ thống định vị toàn cầu): Viễn thám ngành khoa học nghiên cứu bề mặt trái đất sử dụng kỹ thuật cảm biến quay camera từ máy bay, trạm thu GPS thiết bị khác Các thiết bị cảm biến thu thập liệu dạng ảnh cung cấp khả thao tác, phân tích mơ ảnh Do thiếu tính phân tích quản lý liệu địa lý, nên gọi GIS thực DBMS (Hệ quản trị sở liệu): Hệ quản trị sở liệu chuyên lưu trữ quản lý tất dạng liệu bao gồm liệu địa lý Nhiều hệ GIS sử dụng DBMS với mục đích lưu trữ liệu DBMS khơng có cơng cụ phân tích mơ GIS CÁC WEBSITE GIS NỔI TIẾNG TRÊN THẾ GIỚI: + ESRI - Home of The GIS People ESRI is the world's leading provider of GIS software, according to computer industry analysts + MapInfo Home Page GIS, mapping and demographic analysis solutions + GIS World, Inc The world's leading provider of geospatial information + Intergraph Mapping/GIS Makers of the following GIS/Mapping products and solutions: MGE, GeoMedia Pro, GeoMedia, GeoMedia Network, GeoMedia Web Map, GeoMedia Viewer, GIS Office, and GEOVEC Office + Intergraph Corporation A comprehensive guide to Intergraph's wide range of GIS, mapping, cartograp Also Intergraph Software Solutions - Mapping/GIS, GIS product applications and Industry Solutions for Business & Governments + PCI produces software for Remote Sensing, GIS and Terrain Analysis, including EASI/PACE Cartographic editing software in WYSIWYG environment reads 45+ GIS file types Produces high quality maps Designed by Cartographers for cartographers + ILWS - remote sensing and GIS package with extensive possibilities for geographical analyses + Geoplace.com The World's Leading Provider of Geospatial Information - Home Ad Index Advertising Archives Bookstore Classifieds Contact Us Downloads Events Forum GeoDirectory GeoNews GeoToons Help Links MarketPlace Publications Research Reprints Search Site Map Stocks Subscriptions Weather NEWSCENTER ONLINE + GEO World + GEO Asia Pacific - publishers of GIS World magazine and GIS Asia Pacific Includes GIS conferences, books and other information The premiere online source for GIS Professionals in the Asia Pacific area http://www.geomarketplace.com/asiapac/current/ + GEO Europe - publishers of GIS World magazine and GIS Europe Includes GIS conferences, books and other information + Environmental Resources Information Network (ERIN) in Australia Holistic picture of the current Australian Environment Data from many sciences including geography and ecology ERIN also provide a interactive Distributed Spatial Data Library of Australian Mapping + Environmental Solutions through GIS Software: >> SiteGIS - Subsurface environmental data management using MapInfo >> ModelGIS - Groundwater model MODFLOW interface with ARC/INFO + Environmental Systems Research Institute (ESRI) The vendors of Arc/Info and related GIS software and data Includes ArcView V1.0 for free + Global Environmental Network for Information Exchange (GENIE) Descriptions of data (metadata) that are relevant to global environmental research from both a physical and human perspective - information on demographics, climate, ecology, remote sensing, oceanography and geomorphology + Global Land Information System (GLIS) Metadata and samples for many data products, such as AVHRR, TM, DEMs, Aerial Photographs, SLAR, World Ecosystems, and World Soil Series + ORSER - Office for Remote Sensing of Earth Resources Since its founding in 1970, ORSER has completed over a hundred projects involving the application of GIS and/or remote sensing to environmental and ecological analyses + U.S Environmental Protection Agency (EPA) includes information on projects using GIS such as their National Estuary Program Also some information on software and data + WCMC/Conservation Databases: Data, maps and statistics on the forests, coasts, species, protected areas, national biodiversity and WCMC bibliographic database + WWF's Conservation Science Program apply new technologies, such as GPS, GIS, and remote-sensing information, to conservation problems + GRID-Geneva (Global Resource Information Database) GRID-Geneva is part of UNEP (United Nations Environment Programme) It provides GIS service and distributes free geo-referenced environmental data sets + UNEP/GRID - Global Resource Information Database - making environmental information more readily accessible to decision makers and environmental analysts Timely and reliable georeferenced enviromental info ... liệu DBMS khơng có cơng cụ phân tích mơ GIS CÁC WEBSITE GIS NỔI TIẾNG TRÊN THẾ GIỚI: + ESRI - Home of The GIS People ESRI is the world''s leading provider of GIS software, according to computer industry... MapInfo Home Page GIS, mapping and demographic analysis solutions + GIS World, Inc The world''s leading provider of geospatial information + Intergraph Mapping /GIS Makers of the following GIS/ Mapping... Includes GIS conferences, books and other information The premiere online source for GIS Professionals in the Asia Pacific area http://www.geomarketplace.com/asiapac/current/ + GEO Europe - publishers