tổng quan về GIS

tổng quan về GIS

Search the site Tổng Quan Về GIS Gis GIS - Geographic Information System hay hệ thống thông tin địa lý đƣợc hình thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin và hệ thống. Khái niệm “địa lý” liên quan đến các đặc trƣng về không gian, vị trí. Các đặc trƣng này ánh xạ trực tiếp đến các đối tƣợng trong không gian. Chúng có thể là vật lý, văn hoá, kinh tế,… trong tự nhiên. CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIS 1.1 Khái niệm GIS Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần dữ liệu đƣợc quản lý bởi GIS. Đó là các dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tƣợng. GIS có tính “hệ thống” tức là hệ thống GIS đƣợc xây dựng từ các mô đun. Việc tạo các mô đun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất. GIS là một hệ thống có ứng dụng rất lớn. Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các định nghĩa đƣợc đƣa ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vì phần lớn chúng đều đƣợc xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực. Có ba định nghĩa đƣợc dùng nhiều nhất GIS là một hệ thống thông tin đƣợc thiết kế để làm việc với các dữ liệu trong một hệ toạ độ quy chiếu. GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phƣơng thức để thao tác với dữ liệu đó. GIS là một hệ thống nhằm thu thập, lƣu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phân tích và hiển thị dữ liệu đƣợc quy chiếu cụ thể vào trái đất. GIS là một chƣơng trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, lƣu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu bản đồ. 1.1.1 Mô hình công nghệ Một cách khái quát, có thể hiểu một hệ GIS nhƣ là một quá trình sau: Dữ liêu vào: dữ liệu đƣợc nhập từ các nguồn khác nhau nhƣ chuyển đổi giữa các cách biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp… Quản lý dữ liệu: sau khi dữ liệu đƣợc thu thập và tổng hợp, GIS cần cung cấp các thiết bị có thể lƣu và bảo trì dữ liệu nhằm đảm bảo: bảo mật số liệu, tích hợp số liệu, lọc và đánh giá số liệu, khả năng duy trì. GIS lƣu thông tin thế giới thực thành các tầng dữ liệu riêng biệt, các tầng này đặt trong cùng một hệ trục toạ độ và chúng có khả năng liên kết với nhau. Xử lý dữ liệu: các thao tác xử lý dữ liệu đƣợc thực hiện để tạo ra thông tin. Nó giúp cho ngƣời sử dụng quyết định cần làm tiếp công việc gì. Kết quả của xử lý dữ liệu là tạo ra các ảnh, báo cáo và bản đồ. Phân tích và mô hình: số liệu tổng hợp và chuyển đổi chỉ là một phần của GIS. Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về mặt định tính và định lƣợng thông tin đã thu thập. Dữ liệu ra: một trong các phƣơng diện công nghệ GIS là sự thay đổi của các phƣơng pháp khác nhau trong đó thông tin có thể hiển thị khi nó đƣợc xử lý bằng GIS. Các phƣơng pháp truyền thống là bảng và đồ thị có thể cung cấp bằng các bản đồ và ảnh 3 chiều. 1.1.2 Các lĩnh vực khoa học liên quan đến GISGIS là sự hội tụ các lĩnh vực công nghệ và các ngành truyền thống, nó hợp nhất các số liệu mang tính liên ngành bằng tổng hợp, mô hình hoá và phân tích. Vì vậy có thể nói, GIS đƣợc xây dựng trên các tri thức của nhiều ngành khoa học khác nhau để tạo ra các hệ thống phục vụ mục đích cụ thể. Các ngành này bao gồm: Ngành địa lý: là ngành liên quan mật thiết đến việc biểu diễn thế giới và vị trí của đối tƣợng trong thế giới. Nó có truyền thống lâu đời về phân tích không gian và nó cung cấp các kỹ thuật phân tích không gian khi nghiên cứu. Ngành bản đồ: nguồn dữ liệu đầu vào chính của GIS là các bản đồ. Ngành bản đồ có truyền thống lâu đời trong việc thiết kế bản đồ, do vậy nó cũng là khuân mẫu quan trọng nhất của đầu ra GIS. Công nghệ viễn thám: các ảnh vệ tinh và ảnh máy bay là nguồn dữ liệu địa lý quan trọng cho hệ GIS. Viễn thám bao gồm cả kỹ thuật thu thập và xử lý dữ liệu ở mọi vị trí trên quả địa cầu. Các dữ liệu đầu ra của hệ thống ảnh vệ tinh có thể đƣợc trộn với các lớp dữ liệu của GIS. Ảnh máy bay: khi ta xây dựng bản đồ có tỷ lệ cao thì ảnh chụp từ máy bay là nguồn dữ liệu chính về bền mặt trái đất đƣợc sử dụng làm đầu vào. Bản đồ địa hình: cung cấp dữ liệu có chất lƣợng cao về vị trí của ranh giới đất đai, nhà cửa… Ngành thống kê: các kỹ thuật thống kê đƣợc sử dụng để phân tích dữ liệu GIS. Nó là đặc biệt quan trọng trong việc xác định sự phát sinh các lỗi hoặc tính không chắc chắn trong số liệu của GIS. Khoa học tính toán: tự động thiết kế máy tính cung cấp kỹ thuật nhập, hiển thị biểu diễn dữ liệu. Đồ hoạ máy tính cung cấp công cụ để thể hiện, quản lý các đối tƣợng đồ hoạ. Quản trị cơ sở dữ liệu cho phép biểu diễn dữ liệu dƣới dạng số, các thủ tục để thiết kế hệ thống, lƣu trữ, xâm nhập, cập nhật. Toán học: các ngành hình học, lý thuyết đồ thị đƣợc sử dụng trong thiết kế hệ GIS và phân tích dữ liệu không gian. 1.1.3 Một số ứng dụngCông nghệ GIS ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi. GIS có khả năng sử dụng dữ liệu không gian và thuộc tính (phi không gian) từ các nguồn khác nhau khi thực hiện phân tích không gian để trả lời các câu hỏi của ngƣời sử dụng. Một số ứng dụng cụ thể của GIS thƣờng thấy trong thực tế là: Quản lý hệ thống đƣờng phố, bao gồm các chức năng: tìm kiếm địa chỉ khi xác định đƣợc vị trí cho địa chỉ phố hoặc tìm vị trí khi biết trƣớc địa chỉ phố. Đƣờng giao thông và sơ đồ; điều khiển đƣờng đi, lập kế hoạch lƣu thông xe cộ. Phân tích vị trí, chọn khu vực xây dựng các tiện ích nhƣ bãi đỗ xe, ga tàu xe…Lập kế hoạch phát triển giao thông. Quản lý giám sát tài nguyên, thiên nhiên, môi trƣờng bao gồm các chức năng: quản lý gió và thuỷ hệ, các nguồn nhân tạo, bình đồ lũ, vùng ngập úng, đất nông nghiệp, tầng ngập nƣớc, rừng, vùng tự nhiên, phân tích tác động môi trƣờng… Xác định ví trí chất thải độc hại. Mô hình hoá nƣớc ngầm và đƣờng ô nhiễm. Phân tích phân bố dân cƣ, quy hoạch tuyến tính. Quản lý quy hoạch: phân vùng quy hoạch sử dụng đất. Các hiện trạng xu thế môi trƣờng. Quản lý chất lƣợng nƣớc. Quản lý các thiết bị: xác định đƣờng ống ngầm, cáp ngầm. Xác định tải trọng của lƣới điện. Duy trì quy hoạch các thiết bị, sử dụng đƣờng điện. Phân tích tổng điều tra dân số, lập bản đồ các dịch vụ y tế, bƣu điện và nhiều ứng dụng khác. 1.1.4 Các hệ thống tƣơng tácCác hệ thống xử lý số liệu: số liệu vào từ các bản đồ, ảnh hoặc đo đạc hiện trƣờng cần đƣợc xử lý để đƣa vào CSDL số. Sau đó là quá trình lƣu trữ số liệu, cách sử dụng, cập nhật…Hệ phân tích dữ liệu: rút ra và phân tích, có thể đơn giản để đáp ứng yêu cầu hoặc các phân tích thống kê tổng hợp dữ liệu. Thông tin ra hay cách hiển thị kết quả có thể là bản đồ, bảng biểu và cũng có thể dùng để đƣa vào một hệ dữ liệu số khác.Hệ sử dụng thông tin: ngƣời dùng có thể là các nhà điều tra, quy hoạch, quản lý. Sự tƣơng tác cần thiết giữa các nhóm GIS và ngƣời sử dụng để lập kế hoạch cho các thủ tục phân tích và hệ thống quản lý cấu trúc dữ liệu. 1.2Các thành phần gis GISbaogồm5thànhphần:Conngƣời,Dữliệu,Phƣơng pháp phân tích,Phầnmềm,Phầncứng Các thành phần này kết hợp với nhau nhằm tự động quản lý và phân phối thông tin thông qua biểu diễn địa lý. 1.2.1 Con ngƣờiCon ngƣời là thành phần quan trọng nhất, là nhân tố thƣc hiện các thao tác điều hành sự hoạt động của hệ thống GIS. Ngƣời dùng GIS là những ngƣời sử dụng các phần mềm GIS để giải quyết các bài toán không gian theo mục đích của họ. Họ thƣờng là những ngƣời đƣợc đào tạo tốt về lĩnh vực GIS hay là các chuyên gia. Ngƣời xây dựng bản đồ: sử dụng các lớp bản đồ đƣợc lấy từ nhiều nguồn khác nhau, chỉnh sửa dữ liệu để tạo ra các bản đồ theo yêu cầu. Ngƣời xuất bản: sử dụng phần mềm GIS để kết xuất ra bản đồ dƣới nhiều định dạng xuất khác nhau.Ngƣời phân tích: giải quyết các vấn đề nhƣ tìm kiếm, xác định vị trí…Ngƣời xây dựng dữ liệu: là những ngƣời chuyên nhập dữ liệu bản đồ bằng các cách khác nhau: vẽ, chuyển đổi từ định dạng khác, truy nhập CSDL… Ngƣời quản trị CSDL: quản lý CSDL GIS và đảm bảo hệ thống vận hành tốt.Ngƣời thiết kế CSDL: xây dựng các mô hình dữ liệu lôgic và vật lý.Ngƣời phát triển: xây dựng hoặc cải tạo các phần mềm GIS để đáp ứng các nhu cầu cụ thể. 1.2.2 Dữ liệuMột cách tổng quát, ngƣời ta chia dữ liệu trong GIS thành 2 loại: Dữ liệu không gian (spatial) cho ta biết kích thƣớc vật lý và vị trí địa lý của các đối tƣợng trên bề mặt trái đất. Dữ liệu thuộc tính (non-spatial) là các dữ liệu ở dạng văn bản cho ta biết thêm thông tin thuộc tính của đối tƣợng. 1.2.3 Phần cứngLà các máy tính điện tử: PC, mini Computer, MainFrame … là các thiết bị mạng cần thiết khi triển khai GIS trên môi trƣờng mạng. GIS cũng đòi hỏi các thiết bị ngoại vi đặc biệt cho việc nhập và xuất dữ liệu nhƣ: máy số hoá (digitizer), máy vẽ (plotter), máy quét (scanner)…1.2.4 Phần mềmHệ thống phần mềm GIS rất đa dạng. Mỗi công ty xây dựng GIS đều có hệ phần mềm riêng của mình. Tuy nhiên, có một dạng phần mềm mà các công ty phải xây dựng là hệ quản trị CSDL địa lý. Dạng phần mềm này nhằm mục đích nâng cao khả năng cho các phần mềm CSDL thƣơng mại trong việc: sao lƣu dữ liệu, định nghĩa bảng, quản lý các giao dịch do đó ta có thể lƣu các dữ liệu đồ địa lý dƣới dạng các đối tƣợng hình học trực tiếp trong các cột của bảng quan hệ và nhiều công việc khác. 1.3 Chức năng GISMột hệ GIS phải đảm bảo đƣợc 6 chức năng cơ bản sau: Capture: thu thập dữ liệu. Dữ liệu có thể lấy từ rất nhiều nguồn, có thể là bản đồ giấy, ảnh chụp, bản đồ số… Store: lƣu trữ. Dữ liệu có thể đƣợc lƣu dƣới dạng vector hay raster. Query: truy vấn (tìm kiếm). Ngƣời dùng có thể truy vấn thông tin đồ hoạ hiển thị trên bản đồ. Analyze: phân tích. Đây là chức năng hộ trợ việc ra quyết định của ngƣời dùng. Xác định những tình huống có thể xảy ra khi bản đồ có sự thay đổi. Display: hiển thị. Hiển thị bản đồ. Output: xuất dữ liệu. Hỗ trợ việc kết xuất dữ liệu bản đồ dƣới nhiều định dạng: giấy in, Web, ảnh, file… 1.3.1 Thu thập dữ liệuThu thập dữ liệu là quá trình thu nhận dữ liệu theo khuân mẫu đƣợc áp dụng cho GIS. Mức độ đơn giản nhất của thu thập dữ liệu là chuyển đổi khuân dạng mẫu có sẵn từ bên ngoài. Trong trƣờng hợp này, GIS phải có các tiện ích để hiểu đƣợc các khuân dạng mẫu dữ liệu chuẩn khác nhau để trao đổi. GIS còn phải có khả năng nhập các ảnh bản đồ. Trong thực tế, nhiều kỹ thuật trắc địa đƣợc áp dụng để thu thập dữ liệu thô, bao gồm thu thập dữ liệu về bề mặt trái đất nhƣ địa hình, địa chất học và thảm thực vật nhờ trắc địa đo đặc hay ảnh chụp từ vệ tinh, máy bay. Các dữ liệu nhƣ kinh tế - xã hội thu thập từ điều tra phỏng vấn hay chuyển đổi từ các bài tƣ liệu viết. Bản đồ vẽ bằng tay trên giấy phải đƣợc số hoá sang dạng raster. Việc sử dụng ảnh vệ tinh hay ảnh chụp từ máy bay đƣợc xem là nguồn dữ liệu quan trọng khi nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên và đo vẽ bản đồ địa hình. Đa số nguồn gốc thông tin không gian là các bản đồ in hay bản đồ dƣới khuôn mẫu tƣơng tự. Để các dữ liệu này đƣợc sử dụng trong GIS thì chúng cần đƣợc số hoá. Ở mức thủ công thì chỉ có thể số hoá các đặc trƣng bản đồ và nhập thuộc tính mô tả các đặc trƣng đó. Còn ở mức tự động hoá cao hơn là số hoá bản đồ bằng máy quét ảnh để phát sinh ảnh số bản đồ đầy đủ. Đầu ra của máy quét là ma trận của các giá trị điểm ảnh 2D, có thể đƣợc sử dụng cho công việc vector hoá để tạo ra bản đồ mã hoá dữ liệu, kiểm chứng và sửa lỗi để có đƣợc dữ liệu phù hợp. Nói chung, công việc thu thập dữ liệu hay “làm dữ liệu bản đồ” là nhiệm vụ khó khăn và là quan trọng nhất khi xây dựng các ứng dụng GIS. Quá trình thu thập dữ liệu luôn gắn liền với quá trình xử lý dữ liệu. Chúng ta có ba mô hình quan niệm của thông tin không gian là: mô hình hƣớng đối tƣợng, mạng và bề mặt. Quá trình phân tích trên cơ sở các cách nhìn khác nhau đòi hỏi dữ liệu phải đƣợc biểu diễn và tổ chức cho phù hợp. Vì vậy cần cung cấp phƣơng tiện cho ngƣời sử dụng GIS thay đổi cấu trúc dữ liệu để thích nghi với các yêu cầu khác nhau. Điều này đòi hỏi cần phải có các chức năng thay đổi cách biểu diễn, thay đổi phân lớp, làm đơn giản hoá hay tổng quát hoá dữ liệu, biến đổi giữa hệ thống trục toạ độ khác nhau và biến đổi các phép chiếu bản đồ. Các thao tác này đƣợc xem là tiền phân tích không gian. Mức độ xử lý dữ liệu thô khác nhau phụ thuộc vào mục đích của ứng dụng GIS. Một số công cụ phân tích của GIS phụ thuộc chặt chẽ vào các mô hình dữ liệu raster, do đó nó đòi hỏi quá trình biến đổi mô hình dữ liệu vector sang dữ liệu raster, quá trình này đƣợc gọi là raster hoá. Một số công cụ phân tích khác lại làm việc chủ yếu với mô hình vector, nên đòi hỏi quá trình biến đổi ngƣợc từ raster sang vector, hay còn gọi là vector hoá. Raster hoá là quá trình phân tích đƣờng (line) hay miền (polygon) thành các điểm ảnh (pixel). Ngƣợc lại, vector hoá là quá trình tập hợp các điểm ảnh để tạo thành đƣờng hay miền. Dữ liệu ban đầu của ta thông thƣờng là dƣới dạng raster nên nếu dữ liệu không có cấu trúc tốt thì việc nhận dạng mẫu sẽ rất phức tạp. Khi so sánh dữ liệu từ các nguồn khác nhau, vấn đề thƣờng nảy sinh là sử dụng hai hay nhiều phân lớp để mã hoá cho cùng hiện tƣợng. Để nhận ra các khía cạnh khác nhau của hiện tƣợng với mức độ chi tiết khác nhau, cần phải có tiến trình xấp xỉ hoá để biển đổi về cùng một phân lớp. Trong việc tích hợp dữ liệu bản đồ, vấn đề nảy sinh là hệ thống toạ độ của chúng đƣợc đo, vẽ trên cơ sở nhiều phép chiếu bản đồ khác nhau. Các dữ liệu này không thể tích hợp trên cùng bản đồ nếu không biển đổi chúng về cùng một hệ trục toạ độ. 1.3.2 Lƣu trữ và truy cập dữ liệuLƣu trữ dữ liệu liên quan đến tạo lập CSDL không gian (đồ hoạ, bản đồ). Nội dung của CSDL này có thể bao gồm tổ hợp dữ liệu vector hoặc/và dữ liệu raster, dữ liệu thuộc tính để nhận diện hiện tƣợng tham chiếu không gian. Thông thƣờng dữ liệu thuộc tính của GIS trên cơ sở đối tƣợng đƣợc lƣu trong bảng, chúng chứa khoá chính là một chỉ danh duy nhất tƣơng ứng với đối tƣợng không gian, kèm theo nhiều mục dữ liệu thuộc tính khác. Chỉ danh đối tƣợng không gian duy nhất đƣợc dùng để liên kết giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian tƣơng ứng. Trong bảng thuộc tính cũng có thể bao gồm cả giá trị không gian nhƣ độ dài đƣờng, diện tích vùng mà chúng đã đƣợc dẫn xuất từ biểu diễn dữ liệu hình học. Với dữ liệu raster thì các tệp thuộc tính thông thƣờng chứa dữ liệu liên quan đến lớp hiện tƣợng tự nhiên thay cho các đối tƣợng rời rạc. Việc lựa chọn mô hình raster hay mô hinh vector để tổ chức dữ liệu không gian đƣợc thực hiện khi thu thập dữ liệu vì mỗi mô hình tƣơng ứng với các tiếp cận khác nhau. Thông thƣờng CSDL GIS cho khả năng quản trị cả hai mô hình không gian nói trên, khi xây dựng CSDL không gian thì nhất thiết phải liên kết bảng dữ liệu liên quan đến hiện tƣợng tƣơng ứng. Theo thuật ngữ của hệ quản trị CSDL thì các mô hình vector và raster đƣợc xem nhƣ những thí dụ của mô hình quan niệm. Chúng mô tả các quan niệm liên quan đến ứng dụng thế giới thực đƣợc biểu diễn trong CSDL. Các mô hình quan niệm đƣợc mô tả theo nhiều cấp bậc trừu tƣợng, trong đó các mô hình vector và raster là ở mức trừu tƣợng thấp nhất. Chúng gần với biểu diễn dữ liệu máy tính hơn các mô hình trên cơ sở dữ liệu đối tƣợng, mạng và bề mặt. Khái niệm mô hình dữ liệu lôgic đƣợc sử dụng để đề cập đến cách mà DBMS tổ chức mô hình quan niệm thành tệp, bản ghi, chỉ số. Ngày nay, công nghệ CSDL truyền thống không còn thích hợp với việc quản lý dữ liệu địa lý. Một số hệ GIS đƣợc sử dụng rộng rãi đã xây dựng CSDL trên cơ sở tổ hợp mô hình quan hệ quản lý thuộc tính phi hình học và lựợc đồ chuyên dụng, phi quan hệ để lƣu trữ, xử lý dữ liệu không gian. Một vài GIS khác đã lợi dụng các phƣơng tiện của lƣợc đồ lƣu trữ CSDL quan hệ để quản lý cả hai loại dữ liệu hình học và phi hình học. Phƣơng tiện truy nhập trong CSDL GIS bao gồm cả phƣơng tiện có sẵn của CSDL quan hệ chuẩn và khả năng xây dựng câu hỏi truy vấn để tìm thông tin mà giá trị của chúng bằng hoặc nằm trong khoảng xác định. Đặc tính đặc biệt theo vị trí đối với hệ toạ độ nào đó và theo các quan hệ không gian. Do nhu cầu khai thác thông tin trên CSDL không gian thƣờng bao gồm phƣơng pháp chỉ số không gian đặc biệt. Câu hỏi không gian thƣờng là tìm ra đối tƣợng nằm trong hay trên các biên của cửa sổ hình chữ nhật. Khai thác dữ liệu trên cơ sở vị trí hay quan hệ không gian đƣợc xem nhƣ là nền tảng của thâm nhập CSDL GIS. Tổng quan Gis (Phần 2)Saturday, 28. June 2008, 23:36:32 Gis Tìm kiếm và phân tích dữ liệu không gian. Đây là chức năng đóng vai trò rất quan trọng trong GIS. Nó tạo nên sức mạnh thực sự của GIS so với các phƣơng pháp khác. Tìm kiếm và phân tích dữ liệu không gian giúp tìm ra những đối tƣợng đồ hoạ theo các điều kiện đặt ra hay hỗ trợ việc ra quyết định của ngƣời dùng GIS 1.3.3 Tìm kiếm và phân tích dữ liệu không gianCó rất nhiều các phƣơng pháp tìm kiếm và phân tích dữ liệu không gian, các phƣơng pháp khác nhau thƣờng tạo ra các ứng dụng GIS khác nhau. Sau đây là một số phƣơng pháp đƣợc dùng phổ biến nhất: 1. Buffer (tìm kiếm dữ liệu trong vùng không gian)Buffer hay còn gọi là truy vấn không gian trên cơ sở các quan hệ không gian giữa các đối tƣợng. Các quan hệ này thông thƣờng nói lên vị trí tƣơng đối của đối tƣợng này với đối tƣợng kia. Phƣơng pháp buffer đƣợc chia làm nhiều loại (phép toán) khác nhau, nhƣng cách thức xử lý thì luôn tuân theo các bƣớc cơ bản sau đây: Chọn ra một hay nhiều đối tƣợng trên bản đồ, gọi là các đối tƣợng gốc. Áp dụng một quan hệ không gian để tìm ra các đối tƣợng khác mà có quan hệ đặc biệt với các đối tƣợng gốc. Hiển thị tập đối tƣợng tìm thấy cả trên dữ liệu không gian và thuộc tính Một số phép toán buffer thông dụngTìm các đối tƣợng nằm bên trong các đối tƣợng khác. Phép toán này xác định quan hệ “bao kín” giữa các đối tƣợng không gian. Đƣờng thẳng bao gồm nhiều điểm, một đa giác (polygon) có thể bao gồm nhiều đƣờng thẳng hoặc gồm các đa giác con khác.Tìm các đối tƣợng cắt các đối tƣợng khác. Phép toán này xác định các đối tƣợng có giao điểm hay nằm chồng lên các đối tƣợng khác. Hai đa giác giao nhau nếu chúng có một miền chung. Hai đƣờng thẳng cắt nhau nếu chúng có một điểm chung. Một đƣờng thẳng giao với một đa giác khi nó nằm một phần hay toàn bộ trong đa giác. Tìm các đối tƣợng liền kề với các đối tƣợng khác. Đây là kiểu tìm kiếm trong đó các đối tƣợng có chung đƣờng bao (biên). Quan hệ này chỉ áp dụng cho đƣờng thẳng hoặc đa giác. Tìm các đối tƣợng nằm bên trong hoặc bên ngoài một khoảng cách xác định. Kiểu tìm kiếm này đƣợc sử dụng trong việc xác định các đối tƣợng xung quanh một hay nhiều các điểm mốc. Quá trình thực hiện bao gồm việc tạo ra một vùng đệm quanh các điểm mốc này và sau đó xác định các đối tƣợng căn cứ vào vị trí của chúng so với vùng đệm tạo ra. Một bài toán rất điển hình cho phƣơng pháp buffer này là bài toán về “Nhà máy hoá chất và các bệnh viện”. Mục đích của bài toán là xác định các vị trí thuận tiện nhất trên bản đồ cho việc di dời các bệnh viện trong trƣờng hợp nhà máy hoá chất gặp sự cố. Các nhà máy hoá chất và bệnh viện đƣợc biểu diễn trên bản đồ bằng các đối tƣợng điểm (points). Mỗi nhà máy bao gồm các thông tin chi tiết về loại hoá chất sản xuất và mức độ phát tán chất độc ra môi trƣờng trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Khi có sự cố, vùng nguy hiểm cần di dời sẽ đƣợc thể hiện trên bản đồ. Từ đó, chúng ta có thể biết đƣợc nên chuyển bệnh viện đến vùng nào là an toàn và thuận tiện nhất. 2. Geocoding (tìm kiếm theo địa chỉ)Một đối tƣợng trên bản đồ bao giờ cũng đƣợc biểu diễn bằng một kiểu dữ liệu đồ hoạ. Phần đồ hoạ này có thể thu đƣợc bằng cách số hoá hay quét ảnh bản đồ. Tuy nhiên, khi ta đã có bản đồ (bản đồ số), chúng ta cũng có thể xác định đƣợc phần đồ hoạ biểu diễn đối tƣợng hay là vị trí, hình dạng của đối tƣợng thông qua các dữ liệu mô tả vị trí của nó ví dụ: số nhà, tên đƣờng, tên quận…Geocoding (hay address matching) là một tiến trình nhằm xác định các đối tƣợng trên cơ sở mô tả vị trí của chúng. Đây là một kỹ thuật rất nổi tiếng, có mặt trong rất nhiều ứng dụng của GIS.Ngƣời ta gọi một geocoding service là quá trình chuyển đổi toàn bộ mô tả thuộc tính về vị trí sang mô tả không gian. Để tìm đƣợc vị trí thông qua địa chỉ, geocoding service phải tham chiếu đến ít nhất một nguồn dữ liệu bao gồm cả thông tin về địa chỉ (thuộc tính) và thông tin không gian (vị trí, hình dạng). Dữ liệu này đƣợc gọi là dữ liệu tham chiếu. Các gocoding service có thể thao tác trên nhiều kiểu dữ liệu tham chiếu khác nhau. Sau khi đã geocoding dữ liệu tham chiếu (tức là ánh xạ mô tả thuộc tính vào mô tả không gian). Ta có thể nhập địa chỉ của đối tƣợng cần tìm. Quy trình xử lý trải qua các bƣớc sau: Chuẩn hoá giá trị địa chỉ vừa nhập vào bằng cách tách nó thành các thành phần địa chỉ nhỏ. Geocoding service sau đó sẽ tìm trong nguồn dữ liệu tham chiếu để xác định các đối tƣợng có các thành phần địa chỉ tƣơng ứng với dữ liệu nhập vào. Mỗi kiểu geocoding service sẽ quy định các định dạng của các thành phần địa chỉ này. Tập kết quả trả về sẽ đƣợc gán các trọng số (điểm) để tìm ra kết quả gần đúng nhất. Geocoding service sẽ đánh dấu đối tƣợng vừa đƣợc tìm thấy trên bản đồ bằng một đối tƣợng đồ hoạ. 3. Networks (phân tích mạng)Networks là kỹ thuật đƣợc ứng dụng rất rộng rãi trong giao thông, phân phối hàng hoá và dịch vụ, vận chuyển nƣớc hay xăng dầu trong các đƣờng ống dài, trao đổi thông tin qua mạng viễn thông… Trong GIS, networks đƣợc mô hình dƣới dạng các đồ thị một chiều hay mạng hình học. Mạng hình học này bao gồm các đối tƣợng đang đƣợc hiển thị trên bản đồ, mỗi đối tƣợng đóng vai trò là cạnh hoặc nút trong mạng. Trong GIS để thiết lập nên mối quan hệ giữa nút - cạnh và cạnh - cạnh ta cần tạo các topology cho cơ sở dữ liệu. Topology đƣợc hiểu là mối quan giữa các đối tƣợng trong bảng dữ liệu. Quan hệ topology giữa các đối tƣợng gần giống quan hệ giữa các bảng (relationship). Chúng ta có hai kiểu liên kết là nút - cạnh và cạnh - cạnh. Nút - cạnh là luật liên kết đƣợc thiết lập giữa một nút của đối tƣợng kiểu A với một cạnh [...]... toán về kiểm tra tình hình ngập lụt của các thửa đất trong một vùng có thiên tai Ở đây chúng ta thấy có hai lớp: một lớp cho biết tình trạng lũ lụt trong vùng, một lớp thuộc về đất đai Thông thƣờng hai lớp này sẽ nằm trên hai bản đồ khác nhau vì mục đích sử dụng của chúng khác nhau Khi cần biết tình trạng ngập lụt của từng thửa đất, ngƣời ta tiến hành chồng khít hai lớp bản đồ Lúc này thông tin về tình... này thực hiện bằng cách tạo lập đa giác Thiessen, nó xác định các vùng xung quanh mỗi điểm mà gần điểm này hơn mọi điểm khác Sơ đồ đa giác Thiessen còn đƣợc gọi là sơ đồ Voronoi Chúng đƣợc sử dụng để lập ra bản đồ sử dụng từ các mẫu đất cách biệt 1.4 Vector và Raster trong GISCó hai phƣơng pháp chính để lƣu trữ thông tin bản đồ: GIS lƣu các đối tƣợng bản đồ trong định dạng vector và trong định dạng raster... một hệ toạ độ Trong GIS, để biểu diễn dữ liệu không gian ngƣời ta thƣờng dùng 2 hệ toạ độ: hệ toạ độ địa lý và hệ toạ độ quy chiếu Hệ toạ độ địa lý là hệ toạ độ lấy mặt cầu ba chiều bao quanh trái đất làm cơ sở Một điểm đƣợc xác định bằng kinh độ và vĩ độ của nó trên mặt cầu.Hệ toạ độ quy chiếu là hệ toạ độ hai chiều thu đƣợc bằng cách chiếu dữ liệu bản đồ nằm trên hệ toạ độ địa lý về một mặt phẳng 1.5.1... cách quanh hoặc giữa các đối tƣợng Khoảng cách này đƣợc tính theo khoảng cách Euclidean Có 3 phƣơng pháp phân tích proximity: Phƣơng pháp thứ nhất là tìm kiếm nội dung trong vùng, trong đó vùng tìm kiếm đƣợc xác định bởi xấp xỉ tới hiện tƣợng có sẵn, đó chính là phƣơng pháp buffer Việc tìm kiếm này đƣợc thực hiện trong vùng tạo bởi mở rộng đối tƣợng cho trƣớc theo một khoảng cách cho trƣớc Trong GIS. .. một tập các nút Khi đã tạo topology và xác lập luật liên kết, một mạng lôgic đã đƣợc hình thành Lúc này ta có thể áp dụng các thuật toán về mạng để giải quyết các bài toán đặt ra 4 Overlay (phủ trùm hay chồng bản đồ)Đây là kỹ thuật khó nhất và cũng là mạnh nhất của GIS Overlay cho phép ta tích hợp dữ liệu bản đồ từ hai nguồn dữ liệu khác nhau Ngƣời ta định nghĩa: “Overlay là quá trình chồng khít hai... thông tin này Ví dụ này mô tả bài toán thuộc loại “polyon-in-polygon” Qua bài toán chúng ta có thể thấy một điều rằng hai lớp mà ta đƣa vào overlay phải có sự thống nhất với nhau Thống nhất về hệ quy chiếu, thống nhất về tỷ lệ, có đƣợc điều kiện này ta mới tiến hành overlay đƣợc.Quá trình overlay thƣờng đƣợc tiến hành qua 2 bƣớc: Xác định tọa độ các giao điểm và tiến hành chồng kít hai lớp bản đồ tại giao... với 4 phần trong hệ toạ độ địa lý Một điểm trên mặt đƣợc xác định đƣợc xác định bởi cặp giá trị (x, y) Có rất nhiều phép chiếu bề mặt cong của trái đất lên mặt phẳng song về cơ bản ta có thể hiểu nhƣ sau Lấy một mảnh bìa cuộn xung quanh bề mặt cầu trong hệ toạ độ địa lý theo một hình trụ đứng Từ tâm của bề mặt cong ta vẽ các tia cắt các điểm giao giữa kinh tuyến và vĩ tuyến, đồng thời kéo dài cắt mặt... chiếu này, các đƣờng kinh tuyến sẽ đƣợc chiếu thành những đƣờng thẳng đứng cách đều nhau, các đƣờng vĩ tuyến sẽ trở thành những đƣờng nằm ngang khoảng cách không đều nhau; tăng dần về phía hai cực Do đó biến dạng sẽ tăng dần về phía hai cực Sau khi thực hiện phép chiếu, ngƣời ta sẽ cắt mặt hình trụ dọc theo một kinh tuyến, trải ra trên mặt phẳng ta sẽ thu đƣợc kết quả Mặt phẳng phƣơng vịLà phép chiếu... điểm cực Bắc và Nam, vĩ tuyến là các đƣờng tròn song song có tâm nằm trên trục của trái đất Giao điểm giữa kinh tuyến và vĩ tuyến tạo thành các ô lƣới Trong số các kinh tuyến và vĩ tuyến có hai đƣờng quan trọng nhất đƣợc lấy làm gốc toạ độ đó là: vĩ tuyến có bán kính lớn nhất - chính là đƣờng xích đạo và kinh tuyến chạy qua vùng Greenland nƣớc Anh Giao điểm giữa hai đƣờng này là gốc toạ độ Hai đƣờng... chính xác dữ liệu Nếu mặt cầu dựa trên hình tròn thì mặt Ellipsoid lại có cơ sở là hình Ellip Hình Ellip đƣợc xác định bởi hai bán trục mà ta hay gọi là: bán trục lớn và bán trục nhỏ Ta cho Ellip xoay quanh bán trục nhỏ ta sẽ thu đƣợc hình Ellipsoid Kích thƣớc và hình dạng của Ellipsoid đƣợc xác định bởi bán trục lớn a và bán trục nhỏ b, hay bởi a và hệ số dẹt ff = (a - b) / a Vì hệ số f rất nhỏ nên . site Tổng Quan Về GIS Gis GIS - Geographic Information System hay hệ thống thông tin địa lý đƣợc hình thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin và hệ thống. Khái niệm “địa lý” liên quan đến. thác dữ liệu trên cơ sở vị trí hay quan hệ không gian đƣợc xem nhƣ là nền tảng của thâm nhập CSDL GIS. Tổng quan Gis (Phần 2)Saturday, 28. June 2008, 23:36:32 Gis Tìm kiếm và phân tích dữ liệu. Khái niệm GIS Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần dữ liệu đƣợc quản lý bởi GIS. Đó là các dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tƣợng. GIS có tính “hệ thống” tức là hệ thống GIS đƣợc