BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO DAI HOC HUE
TRUONG DAI HOC KHOA HOC
DUONG THI MINH THAO
NGHIEN CUU VA UNG DUNG
CONG NGHE GIS TRONG VIEC THEO DOI VA KHOANH VUNG BENH DICH TA LON
CHAU PHI
LUAN VAN THAC SI KHOA HOC
CONG NGHE THONG TIN
Thira Thién Hué, 2020
Trang 2
3.3 Hộp thoại Joinn Data 46
3.4 | Bảng thuộc tinh Shapefile PhuongXa 47 3.5 | Thao tac Export Data 47 3.6 | Hộp thoai Export Data 48
3/7 | Két qua Shapefile DL XA 48
3.8 | Vị trí xuất hiện dịch bệnh 49
3.9 Thông tin các xã có dịch bệnh xuất hiện 50 3.10 | Biểu đồ thể hiện số lợn tiêu hủy trên địa bàn các huyện có dịch 52 3.11 | Lựa chon chic nang Buffer 52
3.12 | Vùng bị dịch gây nguy hiểm 33
3.13 | Phạm vi 10km từ điểm phát dịch 54
3.14 | Lớp dữ liệu giao thông 34
3.15 | Các điểm giết mồ trên địa ban 55
3.16 | Thông tin các điểm giết mổ 55 3.17 | Thông tin các cơ sở kinh doanh trên địa bàn 56
Bản đồ khoanh vùng dịch tả lợn Châu Phi các huyện trên địa
8 bàn tỉnh Gia Lai 3
3.19 | Cac biện pháp an toàn sinh học cần thực hiện tại trại 60 3.20 | Xây dựng chốt kiểm dịch trên địa bàn 61
Trang 3
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của riêng cá nhân tôi Các số
liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực Tất cả các tài liệu tham khảo
đều có trích dẫn rõ ràng và hợp pháp
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm theo quy định cho lời cam đoan của mình
Gia Lai, tháng 05 năm 2020 Người cam đoan
Trang 42.1.3 Các đối tượng bản đồ
Các thông tin trên bản đồ sẽ được biểu diễn bằng các điểm cho các đối tượng như sông ngòi, đường phố và các vùng cho các đối tượng khu dân cư, hồ
% Điểm: biểu diễn về một đối tượng nào đó mà hình đạng của nó quá nhỏ để có thể biêu diễn như một đối tượng vùng hay đường hay một vị trí điểm không có
diện tích Một ký hiệu đặc biệt hay một nhãn thường dùng để mô tả về một điểm:
* A £ © 5
“+ Đường: là tập hợp co thứ tự các tọa độ mà khi liên kết với nhau sẽ biểu diễn một hình tuyến tính của một đối tượng bản dé qua hep để có thể hiển thị như một vùng hoặc có thể coi nó như một đối tượng không có độ rộng
“Ving: là hình khép kín mà biên của nó bao quanh một vùng đồng nhất
như một tỉnh, một quốc gia
s* Các kí hiệu và nhãn thể hiện thông tin mô tả: bản đỗ thê hiện vị trí các đối
tượng cùng với các đặc tính để dễ hiểu hơn Các đặc tính của đối tượng bản đỗ được
thé hiện bằng các ký hiệu
* Quan hệ không gian giữa các đối tượng thể hiện trên bản đồ phụ thuộc vào khả năng của người xem bản đô
2.1.4 Các phương pháp thể hiện bản đồ
Phương pháp thể hiện nội đung bản đồ là một phương thức chuẩn quy định
cách kết hợp các ký hiệu, màu sac, đường nét để diễn đạt yếu tổ nội dung, dữ liệu
của bản đồ [3]
Phương pháp thê hiện nội dung bản đỗ có vai trò quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm ban đồ Vì vậy việc lựa chọn phương pháp thê hiện nội dung bản đồ phủ hợp đóng vai trò rất lớn trong việc tăng hiệu quả truyền thông, diễn đạt nội dung và đảm bảo giá trị thông tin của bản đồ Nếu ta lựa chọn phương pháp không phù hợp có thể đưa đến những bản đồ kém chất lượng
Trang 5MỤC LỤC
Trang
09090009907 i LỜI CẢM ƠN 252221 22211222122211221122121121 2112122212 erea ii MUC LUC ooo ccecccesccssesessssssssessssessvsessssssssessssessissssnsassnsissessisessiessueesvinsssieessesssess iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT -222222122211221222122121122122222 xe vi DANH MỤC CÁC BẢNG 2- 222 222221221122112112122222222 are vii DANH MỤC HÌNH VẼ 2252 212211221221211211211121121121221212212 re viii MỞ ĐẦU - 22-222: 22212221122211221112211211121 211 21112122112 rerre 1 Chuong 1 TONG QUAN VE CONG NGHỆ GIS 252 222222221222 5
Led) Dinh 18 AIAG a snconeesonsenceconsemeerrescrncnereeen mene enone neseeemineree cormwrememeninmnnereeante’ 5 1.2 Các thành phần ca GIĐ .-â22222222122211211122112112112112112122 e6 6 1.2.1 Phần cứng -©2 222222122121122112112112112211221122222222 re 7 1.2.2 Phần mềm . 22:22 222222211222112221122111221112111127112711211 211211 e 7 1.2.3 Dữ liệu - 21-2221 2211221122111221122111221112211121121212 211 re 8 122:3 Con: HE ‹cceessssriennenietitdrdinistdedtiniTtsg ni T040 69 00800800 8090000100389Đ0008 120810 0R2616 010601 8 1.2.5 Phương pháp c1 t1 t2 1212 E1 ty tt Hà HH HH TH HH Hư 8 1.3 Các chức năng ctia GIS ceceecceeeeeneereeseneeseeseneeneeseeseneseeeneenreneeseneents 9
1.3.1 Thu thập dữ liệu 2:- 2222222 2221223122112211221221 21122 ccee 10 1.3.2 Lưu trữ đữ liệu 222-2222 222122221222111221121112111211121121121 re 10 1.3.3 Truy vấn đữ liệu ©2-222222222211221221112111221221121122222 xe 11 1.3.4 Phân tích đữ liệu : 2222222 22212231122111221122112111211211211 11 xe 11 1.3.5 Hién thi di QU ceccscesssessssessssssssssssessnsessssessisessseessesseeewsees 12 1.3.6 Xt dO LSU occ ec ccccccecsesessssssssssssssesssessssasssssssssessssessssessstessieessesesseees 12
124 ColisG di liSutrom ge GS ter ccnescocermnencensneem nese ven eres meen mene rnene re mmeeneames 12 1.4.1 Dữ liệu không g1an - -: 12 2112112121111 E8 tk Ha He 12 1.4.2 Mô hình dữ liệu phi không gian -.- S232 SsErrrerrerrrrrrrsres 15 1.4.3 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính 15
1.5 Ứng dụng của GI§ 52-222 222222122212112112211221122122222 re 16
Trang 617 Tầm quan trọng của GIS trong theo déi va khoanh ving bénh dich ta lon Chau Phi 35.ã 18
1.8 Tiểu kết chương Ì -2-22222212212221211211211211221122122222 re 18
Chương 2 Kỹ thuật trong xây dựng bản đỒ 22 252222 221222122212212222 e6 19 2.1 Tìm hiểu về bản đồ và phương pháp thế hiện bản đồ 22-55225222 19
2.1.1 Khái niệm bản đồ 2222 nhe 19 2.12 Titty chitvetia bila, 88 tarcecensnseseasusestnsreecens cece wesenaircocenenncasemsasncenenzencen 19
2.1.3 Các đối tượng bản đồ 22222 2212221222122122122222222 22a 20 2.1.4 Các phương pháp thê hiện bản đồ - 22222 2221221221221222.222 e6 20
2.2 Khả năng phân tích dữ liệu trong GIS Si S32 ssreierrerrrerre 21 2.20 Tim Ki6M 21 2:22: Vũng đẾm sơaneresgsriisedttititriiti1000534060018000600881000000368008l010843050(a089i0 n0 22 2,203) NỘI SUW' useeseoonitrrssssttirtirketgrt Hraế HE 810 EESESEDLDLSSEESEEHRERSICLEE-DENILEEEEETIDEEEG.00C H000 22 2.2.4 Tính diện tích - c2: St E111 22 2.3 Cơ sở xây dựng bản đỒ - 22222 22212111211121112111211121112222 re 23 PIN N©v sào pngiitdi 23 2.3.2 Phép chiếu bản đồ - 22222 221122112112211121121121121221222 xe 24 2.3.3 Nội dung bản đồ 2 2S 221122122212211221121221122222222 2e 29 2.4 Thuật toán xếp chồng bản đồ 22 22 2S2225122112111211121112111211212221 xe 29 2.4.1 Khái quát về xếp chồng bản đồ - 52 2S 2212221221221212222 e6 29 2.4.2 Các phương pháp trong xếp chồng bản đồ -2- 222 2222221222122126 30 2.4.3 Các phép toán trong xếp chồng bản đỒ -22©2222222221222122122e6 31 2.4.4.Thuật tốn giao hai đoạn thăng (Bently — Ottmann) -2s-2 31 2.4.5 Thuật toán giao của hai đa BIác St SH Hreteerre 33 2.4.6 Thuật toán vùng đệm không gian -.- n2 St S srhtrrererrrrrrrerre 36
2.5 Tìm hiểu phần mềm ARCGIS 22-222 22222512151211121112111221221221 xe 38
2.5.1 Các khái niệm cơ ban trong AreMap se nhe 39 2.5.2 Các chức năng của ArelMap - cv nhang Hee 40 PS X<NCGI v1 ớựiẢẢ 41
2.6 Tiểu kết chương 2 -2- 22-222 221225122312111211121112111111211121111121121 re 4
Trang 7Chương 3 ỨNG DỤNG GIS TRONG VIỆC THEO DOI VA KHOANH
VÙNG BỆNH 2 221 222221221221121122211211212121121212121212ere 42
3.1 Khái quát về địa bàn nghiên cứu ©22-222222222212221221122222.2 2 xe 42
3.1.1 VỊ trí địa lý và địa giới hành chính tỉnh Gia Lai 42 3.1.2 Tình hình dịch tả lợn châu Phi trên địa bàn tỉnh Gia Lai - 43 3.2 Thu thap, xu ly dit HOU iầắẢ 44 3.3 Ung dung GIS khoanh ving dich ta lon Chau Phi trén dia ban tinh Gia Lai .45
3.3.1 Chuyén dữ liệu vào AreGIS 22 222222122212221212212222ee 45
3.3.2 Liên LC 222222 n0 rggguue 45
3.3.3 Chuyên đổi đữ liệu Polygon sang Point -©22-22222212221221 22 cee 49
3.3.4 Khoanh vùng các vị trí có dịch tả lợn Châu Phi ¿5-5 s:+5+ 5: 51
3;3.5: Các:dữ liễu khác có liên qUAW sszszsiszssytsgttzttdtotogsndstttrtsindytirnogz thoa 34
3.3.6 Xây dựng bản dé khoanh vùng dịch tả lợn Châu Phi các huyện trên địa
I00i1:0€ 8 0 aaala in 57 3.4 Dự báo nguyên nhân và khả năng lây lan dịch tả lợn Châu Phi 58 3.5 Biện pháp phòng ngừa dịch tả lợn Chau Pht oo eee ceeeeeeceeeeeeeeeentenes 59
3.6 Tiểu kết chương 3 2-2222 2222221221211211211221122112112222 2e 61 KET LUAN VA HƯỚNG PHÁT TRIỂN 222222 2212221222122122222 2x0 62
Trang 8DANH MỤC CHỮ VIẾT TAT
GIS Geographic Information System - Hé thong thong tin dia ly
ESRI | Environmental System Research Institute - Viện nghiên cứu hệ thông môi trường
CSDL | Cơ sở dữ liệu
GPS_ | Global Positioning System — Hệ thơng định vị tồn câu BO Gentley — Ottmann — Thuật toán quét dòng
UTM | Universal Transverse Mercator
TOC Table of Contents
Trang 9
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu Tên bảng Trang 11 Bảng so sánh dữ liệu Raster và Vector 15
Bang thông kê các cơ sở kinh doanh trên địa bàn có
3.1 57
điểm phát dịch
Trang 10
DANH MỤC HÌNH VẼ Số
hiệu Tên hình vẽ Trang
1.1 | Hệ thống thông tin địa ly GIS 6
12 | Các thành phần của GIS 6
13 | Sơ đồ tổ chức I hệ phần cứng của GIS 7
1.4 | Hệ phần mềm của GIS §
1.5 | Quan hệ giữa các nhóm chức năng của GIS 9 1.6 | Thu thập dữ liệu trong GIS 10 17 | Lưu trữ dữ liệu trong GIS 11
1.8 | Hiển thị dữ liệu trong GIS 12
1.9 | Mô hình dữ liệu trong GIS 13
1.10 | Mô hình dữ liệu Vector 14 1.11 | Mô hình dữ liệu Raster 14
1.12 | Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và đữ liệu thuộc tính 16 2.1 | Ứng dụng thuật toán logic trong tìm kiếm không gian 22 2.2 | Các loại phép chiếu 25
2.3 | Phép chiếu UTM 28
24 | Xếp chồng 2 lớp bản đồ 30
2.5 TOC và Data Frame 40 2.6 | Giao dién ArcMap 41 3.1 | Lớp ranh giới hành chính tinh Gia Lai 45 3.2 | Chọn chức năng Join 46
Trang 11
3.3 Hộp thoại Joinn Data 46
3.4 | Bảng thuộc tinh Shapefile PhuongXa 47 3.5 | Thao tac Export Data 47 3.6 | Hộp thoai Export Data 48
3/7 | Két qua Shapefile DL XA 48
3.8 | Vị trí xuất hiện dịch bệnh 49
3.9 Thông tin các xã có dịch bệnh xuất hiện 50 3.10 | Biểu đồ thể hiện số lợn tiêu hủy trên địa bàn các huyện có dịch 52 3.11 | Lựa chon chic nang Buffer 52
3.12 | Vùng bị dịch gây nguy hiểm 33
3.13 | Phạm vi 10km từ điểm phát dịch 54
3.14 | Lớp dữ liệu giao thông 34
3.15 | Các điểm giết mồ trên địa ban 55
3.16 | Thông tin các điểm giết mổ 55 3.17 | Thông tin các cơ sở kinh doanh trên địa bàn 56
Bản đồ khoanh vùng dịch tả lợn Châu Phi các huyện trên địa
8 bàn tỉnh Gia Lai 3
3.19 | Cac biện pháp an toàn sinh học cần thực hiện tại trại 60 3.20 | Xây dựng chốt kiểm dịch trên địa bàn 61
Trang 12
MỞ ĐÀU
1 Lý do chọn đề tài
Hệ thống thông tin địa ly (Geographic Information System — gọi tắt là GIS) ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên khắp thế giới trong nhiều lĩnh vực khác nhau Nhất là các lĩnh vực mà đối tượng quản lý mang tính chất không gian địa lý,
tức là nó được phân bố ở một nơi nào đó trên bể mặt trái đất như: quy hoạch đô thị, nông nghiệp, hệ thống công ích, quản lý nhân lực, lộ trình nhân khẩu, bản đồ, cứu hỏa, bệnh tật, dịch bệnh [6] Trong hầu hết các lĩnh vực này GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết định trong việc lập kế hoạch hoạt động
Ngày nay, những ứng dụng của GIS trong lĩnh vực thú y cũng được nhiều người quan tâm bởi các ứng dụng của nó như: phát hiện sớm các ô dịch bệnh làm
ngăn chặn khả năng lây lan của dịch bệnh là rất thiết thực GI§ còn có thể được
sử đụng làm công cụ nghiên cứu để phân tích nguyên nhân và lây lan dịch bệnh cộng đồng
Trong thời gian qua dịch tả lợn Châu Phi đang xâm nhập và đe dọa đến nền chăn nuôi của Việt Nam cũng như của thế giới Dịch tả lợn Châu Phi lây lan nhanh và gây ảnh hưởng đến môi trường, sức khỏe và thiệt hại nặng nê về kinh tế Việc cung và cầu thịt lợn trên thị trường mắt cân đối gây ảnh hưởng tới người chăn nuôi và người tiêu dùng Cao hơn nữa là gây ảnh hưởng đến nền kinh tế - xã hội của
nước ta cũng như một số nước khác trên thế gidi Diễn biến của dịch tả lợn Châu
Phi rất phức tạp và khó kiểm soát, gây khó khăn trong việc giám sát và xử lý kịp
thời các ổ dịch Vì vậy, việc xác định địa điểm, vị trí và khoanh vùng được khu vực
có dịch tả lợn Châu Phi là thiết thực đối với công tác xử lý, ngăn chặn dịch lây lan
sang các vùng lân cận
Vấn để đặt ra là làm thé nao dé kịp thời thu thập thông tin, giám sát và ngăn
chặn kịp thời các ổ dịch tả lợn Châu Phi khi vừa mới phát hiện Trước tình hình đó
Trang 132 Tông quan tài liệu
Trong những năm gan đây, GIS là công cụ đã và đang được áp dụng rộng rãi trong việc hỗ trợ ra quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội và quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới GIS cung cấp các công cụ phân tích thống kê, mô
hình hóa, hỗ trợ cho việc nghiên cứu các mối quan hệ giữa các yếu tố điều kiện tự nhiên, môi trường và tình hình sức khỏe bệnh tật của con người, theo dõi dự báo
diễn biến dịch bệnh ở gia súc, gia cầm từ đó hỗ trợ ra quyết định phù hợp ở từng thời điểm với từng cấp quản lý
Trên thế giới cũng có nhiều nghiên cứu về lĩnh vực thú y Năm 2008, hai tác giả Charat Mongkolsawat và Thapanee Kamchai nghiên cứu mô hình để dự đoán các vùng có nguy cơ xảy ra địch cảm gia cầm tại Thái Lan [5] Năm 2011 ESRI đã xuất bản Ấn phẩm về việc ứng dụng GIS trong lĩnh vực quản lý dịch bệnh [4]
Ở Việt Nam, việc ứng dụng công nghệ GIS trong lĩnh vực thú y cũng đã
được thực hiện, có một số đề tài đã được nghiên cứu bởi nhiễu tác giả Nỗi bật với
dé tai ứng dụng GIS nhằm giám sát và dự báo xu hướng lây lan của dịch lở mồm lông móng ở gia súc năm 2009, tuy nhiên để tài này chỉ dừng lại ở lập bản đồ hiện trạng và xây dựng hệ thống dữ liệu GIS ở phạm vi cấp tỉnh
Ở Gia Lai tính đến thời điểm này tôi chưa tìm thấy có một ứng đụng GIS
nảo về việc theo dõi và khoanh vùng bệnh dịch tả lợn Châu Phi Chính vì vậy, việc
nghiên cứu lý thuyết và kế thừa các nghiên cứu trước đây để xây đựng một hệ thống cơ sở dữ liệu ứng dụng GIS vào theo dõi và khoanh ving dich ta lon Châu
Phi là rất cần thiết
Với những kiến thức đã nghiên cứu, trong khuôn khổ để tài một luận văn tôi sẽ nghiên cứu ứng dụng GI§ trong việc theo dõi và khoanh vùng bệnh dịch tả lợn Châu Phi để minh họa cho phần kiến thức trong luận văn
3 Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu công nghệ GIS
- Tìm hiểu, đánh giá hiện trạng bệnh dịch tả lợn Châu Phi
Trang 14- Nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin quản lý về bệnh dịch tả lợn Châu
Phi trực tuyến nhằm hỗ trợ tốt trong việc khoanh vùng, giám sát và xử lý dịch tả lợn
Chau Phi
- Han ché lay lan bénh dich đến các địa phương khác
4 Đối tượng nghiên cứu
- Hệ thống thông tin địa lý GIS và các kỹ thuật
- Ung dung GIS theo dõi và khoanh vùng bệnh dich ta lon Chau Phi
5 Phương pháp nghiên cứu
5.1 Nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết về GIS
- Nghiên cứu và phân tích các tài liệu tiếng Việt và quốc tế liên quan đến ứng dung GIS trong quản lý bệnh dịch tả lợn
- Tìm hiểu phần mềm ArcGis 3.2 Nghiên cứu thực nghiệm
- Phương pháp thu thập thông tin, số liệu, hình ảnh
- Phân tích, tổng hợp, xử lý và chọn lọc các số liệu cần thiết để xây dựng cơ
sở dữ liệu cho đề tài
- Từ đữ liệu bản đồ, sử dụng phan mềm ArcGis để số hóa lại các lớp bản dé
phù hợp với đề tài
6 Phạm vỉ nghiên cứu
- Phạm vi nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết hệ thống thông tin địa lý GIS, từ đó xây dựng hệ thống ứng dụng GIS trong việc theo dõi và khoanh
vung dich ta lon Chau Phi
- Phạm vi lãnh thổ nghiên cứu: Đề tài giới hạn nghiên cứu cơ sở dữ liệu theo
chuẩn GIS về theo dõi và khoanh vùng dịch tả lợn Châu Phi trén dia ban tinh Gia Lai
7 Cấu trúc luận văn
7.1 Phần mở dau
- Tính cấp thiết của đề tài
- Mục tiêu của đề tài
Trang 15- Phương pháp nghiên cứu
- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 7.2 Phần nội dung
Chương | trình bày tổng quan về công nghệ GIS: khái niệm, các thành phần, chức năng, cơ sở dữ liệu và ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý; Chính sách xử lý của Nhà nước và tầm quan trọng cũng như khả năng của GIS trong quản lý dịch
bệnh
Chương 2 trình bày kỹ thuật xây dựng bản đồ: các công cụ, cơ sở và phương pháp xây dựng bản đồ Ngoài ra còn giới thiệu một số thuật toán xếp chồng bản đồ và giới thiệu phần mém ArcGis Desktop
Chương 3 trình bày các bản đồ thể hiện dịch bệnh
7.3 Két luận và hướng phát triển
- Nhận xét, đánh giá những kết quả đạt được trong luận văn - Những khó khăn, hạn chế của luận văn
Trang 16CHUONG 1 TONG QUAN VE CONG NGHE GIS
Hệ thống thông tin địa ly (Geographic Information System — gọi tat 1a GIS) ra đời vào những năm đầu của thập kỷ 60 thế kỷ XX và ngày càng phát triển mạnh
mẽ trên nền tảng của các tiến bộ công nghệ máy tính, khoa học dé họa máy tính,
phân tích dữ liệu không gian và ngành quản trị dữ liệu Từ khi ra đời, ứng dụng GIS ngày càng phổ biến trong nhiễu lĩnh vực khác nhau của cuộc sống
Từ những năm 80 trở lại đây, công nghệ GIS đã có một sự phát triển nhảy vọt về chất, trở thành một công cụ hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp quyết định, xây dựng các hệ thống thông tin giám sát tài nguyên quốc gia, nghiên cứu sự phát triển bên vững trên lãnh thổ, giám sát môi trường sinh thái, dự báo mùa màng,
sự biến động của rừng, hậu quả của thiên tai như động đất, sụt lở đất, núi lửa,
1.1 ĐỊNH NGHĨA GIS
Có nhiều quan điểm khác nhau về định nghĩa hệ thống thông tin địa lý được đưa ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vì phần lớn đều xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực:
“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm một số hệ con
(subsystem) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những thông tin có ích” —
theo định nghĩa của Calkin và Tomlinson, 1997,
“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị không gian” — theo National Center for Geographic Information and Analysis, 1988
“GIS la mot kỹ thuật quản lý thông tin dựa vào máy tính sử dụng bởi con
người vào mục đích lưu trữ, quản lý và sử dụng các số liệu thuộc về địa lý hoặc
không gian nhằm phục vu cho các mục đích khác nhau” - theo Võ Quang Minh, 1999
“Hệ thống thông tin địa lý là một tập hợp có tô chức bao gồm phân cứng,
Trang 17Tóm lại, hệ thống thông tin địa lý là hệ thống thông tin sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặt địa lý không gian, nhằm trợ giúp việc thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị thông tin
không gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp từ thông tin cho các
mục đích con người đặt ra, chăng hạn như: hỗ trợ ra quyết định cho quy hoạch và
quản lý sử dụng đất, tài nguyên môi trường, giao thông, quy hoạch và phát triển đô
Trang 18- Giao diện đồ họa người — máy
- Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý Hệ quản trị CSDL Giao diện người dùng Hình 1.4 Hệ phần mềm của GIS 1.2.3 Dữ liệu
Dữ liệu trong GIS chứa các thông tin không gian và các thông tin thuộc tính kết hợp chặt chẽ với nhau Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ
liệu khác, thậm chí có thể sử dụng Hệ quản trị dữ liệu (DBMS) để tổ chức lưu trữ
và quản lý dữ liệu 1.2.4 Con người
Có 2 nhóm người quan trọng quyết định sự tồn tại và phát triển của hệ GIS là người sử dụng và người quản lý sử dụng GIS
Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn để trong công việc
1.2.5 Phương pháp
Phương pháp là một phần quan trọng để đảm bảo sự hoạt động liên tục và
Trang 19công theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được mô phỏng và thực thi đuy
nhất cho mỗi tổ chức
1.3 CÁC CHỨC NĂNG CỦA GIS
Trang 201.3.1 Thu thập dữ liệu
Dữ liệu mô tả các đối tượng địa lý được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu địa lý Thu thập dữ liệu là quá trình thu nhận dữ liệu theo khuân mẫu được áp dụng
cho GIS Mức độ đơn giản nhất của thu thập đữ liệu là chuyên đổi khuân dạng mẫu co san từ bên ngoài GPS Ảnh viễn thám Bản đồ giấy Hình 1.6 Thu thập dữ liệu trong GIS 1.3.2 Lưu trữ dữ liệu
Có 2 mô hình cơ bản được sử dụng để lưu đữ liệu địa ly la vector va raster Trong mô hình dữ liệu vector đối tượng địa lý được biểu diễn tương tự như cách biểu diễn chúng trên bản đồ Một hệ thống tọa độ x,y được sử dụng để xác định vị trí của các đối tượng nảy trên thế giới thực
Mô hình đữ liệu raster biểu diễn các đối tượng bằng cách sử dụng một lưới bao nhiều ô Giá trị các ô mô tả vị trí của các đối tượng Dữ liệu dạng raster
phù hợp cho các bài tốn phân tích khơng gian cũng như việc lưu trữ dạng ảnh, không thích hợp cho các ứng dụng quản lý đất đai vì ranh giới của các đối tượng chưa phân biệt rõ
Trang 21Fy ao ao! a ad \ | | Bu Siren expres) _ + ¿ | LAN “` 1 ©`
Soar CSDLGIS TT) coven CSDL GIS
(geodata file) (geodatabase) = ~~" * - (geodatabase)
Mỏ hình một Mô hình nhiều Mô hình mạng
người sử dụng người sử dụng toàn cầu Hình 1.7 Lưu trữ dữ liệu trong GIS
1.3.3 Truy vẫn dữ liệu
Truy vấn dữ liệu không gian giúp tìm ra những đối tượng đồ họa theo các điều kiện đặt ra hay hỗ trợ việc ra quyết định của người dùng Truy vấn thường tạo
ra bởi các câu lệnh hoặc biểu thức logic, sử dụng để chọn ra các đối tượng trên bản
đỗ và các bản ghi của chúng trong cơ sở dữ liệu 1.3.4 Phân tích dữ liệu
Đây là chức năng đóng vai trò rất quan trọng trong GIS Một hệ thống GIS có khả năng phân tích các mối quan hệ không gian giữa các tập dữ liệu đề trả lời các câu hỏi và giải quyết các vấn đẻ đặt ra Hệ GIS sẽ cung cấp các công cụ cần thiết để phân tích dữ liệu không gian, đữ liệu thuộc tính, phân tích tổng hợp 2 lớp dữ liệu đề tạo ra thông tin mới
Có 3 phương pháp phân tích dữ liệu địa lý phô biến là:
- Phân tích gần kể xấp xỉ: là xác định mối quan hệ giữa các đối tượng
- Phân tích chồng xếp: là kết hợp các đối tượng của 2 lớp dữ liệu để tạo thành một lớp
- Phân tích mạng lưới: giải quyết các bài toán mạng lưới thủy văn, mạng lưới giao thông
Trang 221.3.5 Hiễn thị dữ liệu
Hiển thị dữ liệu địa lý sau các quá trình truy vấn, phân tích, cập nhật dữ liệu là một thế mạnh của GIS Dữ liệu hiển thị ở dang ban dé, dé thị hoặc báo cáo Tongdan Hình 1.8 Hiền thị dữ liệu trong GIS 1.3.6 Xuât dữ liệu
Xuất dữ liệu hỗ trợ việc kết xuất dữ liệu bản đồ dưới nhiều định dạng như
giấy in, anh, file, web
1.4 CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG GIS
Cơ sở dữ liệu là tập hợp các thông tin được thu thập theo mục đích sử dụng
nào đó, được lưu trữ trong máy tính theo những quy tắc nhất định Đó là tập các dữ
liệu mà ta có thể điều khiển, lưu trữ một số lượng lớn đữ liệu và đữ liệu có thé chia
sẻ giữa các ứng dụng khác nhau
Dữ liệu trong GIS được chia thành 2 loại: dữ liệu không gian (dữ liệu bản
đồ) và dữ liệu phi không gian (dữ liệu thuộc tính) 1.4.1 Dữ liệu không gian
Cơ sở dữ liệu không gian chứa đựng những thông tin định vị của các đối
tượng, cho biết vị trí, kích thước, hình dang, su phân bé ctia cdc déi tuong Cac đối tượng không gian được định dạng về 6 loại: đối tượng dạng điểm, dạng đường,
dạng vùng, dạng ô lưới, dạng kí hiệu và dạng điểm ảnh
Trang 23Dữ liệu có thể được khai thác từ các nguồn:
- Ảnh bản đồ - Ảnh vệ tinh - Bản đồ địa chính
- Ban dé dia lý tổng hợp từ các bản đồ địa hình - Bản đồ địa hình lập từ số liệu đo đạc mặt đất - Bản đồ lập thành từ ảnh vệ tinh
Dữ liệu không gian có 2 mô hình lưu trữ là Vector và Raster Mô hình dữ liệu Vector sử dụng các điểm và tọa độ để xây dựng các không gian đặc trưng như
điểm, đường, vùng Mô hình dữ liệu Raster sử dụng lưới để thể hiện đặc trưng
không gian Nhiều hệ thống GIS sử dụng ca 2 mé hinh Vector va Raster
Rasrer/Anh
Thế giới thưc
Hình 1.9 Mô hình dữ liệu trong GIS
1.411 Mô hình dữ hệu Vector
Mô hình dữ liệu vector thông tin về điểm, đường, vùng được mã hóa và lưu
dưới dạng tập hợp các tọa độ (x,y) Đối tượng đạng đường như đường giao thông,
sông suối được lưu dưới dạng tập hợp các tọa độ điểm X1Y1, X2Y2, XnYn hodc một hàm toán học tính được chiều dài Đối tượng dạng vùng như khu vực buôn bản, nhà cửa, thủy hệ, được lưu như 1 vòng khép khín của các điểm tọa độ tính được
chu vi và diện tích vùng
Trang 24Mô hình dữ liệu Vector xem các sự vật, hiện tượng là tập các thực thể không
gian cơ sở và tô hợp của chúng 1 tL _— Bệnh viện ra x Bản đồ Véc tơ Các công trình ! 1 | I r công cộng
Hình 1.10 Mô hình dữ liệu Vector 1.412 Mô hình dữ hệu Raster
Trong mô hình đữ liệu Raster, đối tượng được biểu diễn thông qua các ô (cell) hay các ảnh (pixel) của một lưới các ô Các ô lưới này được lưu dưới dạng ma
trận trong đó mỗi ô lưới là giao điểm của một hàng và một cột trong ma trận
Dữ liệu dạng raster có thể là dữ liệu thô được lấy từ ảnh vé tinh, file anh scan
Trang 251.413 So sánh mô hình dữ liệu Raster va Vector
Bảng 1.1 Bảng so sánh dữ liệu Raster và Vector
STT VECTOR RASTER
Câu trúc dữ liệu phức tạp hon , ; ;
1 Cau trúc dữ liệu đơn giản
Raster
Các phép chập ban đô khó thực | Các thao tác chập bản đồ thể hiện dễ hiện được dàng và đơn giản
3] Bài tốn mơ hình khó thực hiện Bài toán mô hình thực hiện dễ dàng
Dữ liệu gọn (chiếm ít bộ nhớ) hơn ; ` 4
4 Dữ liệu công kênh
mô hình Raster
Cho phép mã hóa topo hiệu quả
hơn và vị vậy cho phép thực hiện Mối quan hệ topo khó có thể thể hiện
5 ,
các phép liên quan đên thông tin | được topo (như phân tích mạng)
é Thich hợp với dữ liệu đo đạc trực | Thích hợp với việc sử dụng dữ liệu
tiếp viễn thám
1.4.2 Mô hình dữ liệu phi không gian
Cơ sở dữ liệu thuộc tính lưu trữ các số liệu mô tả các đặc trưng, tính chất,
của đối tượng nghiên cứu Các thông tin này có thể là định tính hay định lượng, được lưu trữ trong máy tính như là tập hợp các con số hay ký tự ở dạng văn bản và bảng biểu Thông thường đữ liệu thuộc tính là các thông tin chỉ tiết cho đối tượng
hoặc các số liệu thống kê cho đối tượng Các dữ liệu thuộc tính là các thông tin chi tiết cho các đối tượng hoặc các số liệu thống kê cho đối tượng
Dữ liệu thuộc tính có 2 loại:
- Dữ liệu thuộc tính định lượng : mô tả kích thước, diện tích, - Dữ liệu thuộc tính định tính: mô tả phân lớp, kiểu, tên, tính chất
1.4.3 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Mỗi quan hệ giữa 2 loại đữ liệu trong GIS thê hiện qua sơ dé sau:
Trang 26Di LIEU CHONG CLAN VA THOS DI LIEU Tike Dữ kêu khuirrg an Dữ kêu tưulc tính ” 3 pec | Ceitn —— Di héu waa —— ee 0 pl ee view jp— Ente : Lớp E '& =8 , Ea mác | Liên kết aa te ấ = Hình 1.12 Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính 1.5 ỨNG DỤNG CỦA GIS
Hiện nay GIS được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực đời sống của con người ở Việt Nam cũng như trên thế giới Một số lĩnh vực được ứng dụng tiêu biểu như:
- Môi trường: GIS được sử dụng để đánh giá môi trường, ví dụ vị trí và thuộc
tính của cây rừng Mô hình hóa các tiến trình xoi mói đất, sự lây lan ô nhiễm môi trường hay nguồn nước
- Giao thơng: GI§ có khả năng ứng đụng trong lĩnh vực vận tải Việc lập kế hoạch và duy trì cơ sở hạ tầng giao thông là một ứng dụng thiết thực, ngoài ra định
vị trong vận tải hàng hóa và hải đỗ điện tử là một lĩnh vực mới
- Khí tưởng thủy văn: GIS được dùng như là một hệ thống đáp ứng nhanh,
phục vụ chống thiên tai lũ lụt, xác định tâm bão, dự đoán các luống chảy, từ đó
đưa ra biện pháp phòng chống kịp thời
- Y tế: GIS có thể chỉ ra lộ trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu
và bệnh nhân cần cấp cứu dựa trên cơ sở đữ liệu giao thông GIS cũng có thể sử dụng như là một công cụ nghiên cứu dịch bệnh đề phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan cộng đồng
- Chính quyền địa phương: Có thể sử dụng GIS trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất thay thế cho hồ sơ, giấy tờ hiện hành Bảo dưỡng nhà cửa, giao thông, sử dung trong các trung tâm điều khiển và quản lý các tình huống khân cấp
Trang 27- Viễn thông: Sử dụng GIS trong quản lý mạng lưới hoạt động điều hành, bán
hàng, chăm sóc khách hàng, quản lý dữ liệu và nhiễu tác vụ kế hoạch khác
- Nông nghiệp: Giám sát thu hoạch, quản lý sử dụng đất, nghiên cứu đất cây
trồng kế hoạch tưới tiêu, kiểm tra nguồn nước
- Tài chính: GIS sử dụng trong lĩnh vực tài chính như một ứng dụng đơn lẻ
Ví dụ xác định vị trí chỉ nhánh mới, GIS hiện nay còn là một công cụ đánh giá rủi ro và mục đích bảo hiểm, xác định độ rủi ro lớn nhất hay thấp nhất Lĩnh vực này đòi hỏi những dữ liệu cơ sở khác nhau như là hình thức vị phạm luật pháp, địa chất
học, thời tiết và giá trị tài sản
- Du lịch: Kết hợp GIS cùng với các thông tin chi tiết về các cụm du lịch phục vụ trong việc quản lý và khai thác dịch vụ có hiệu quả hơn
- Chăn nuôi thú y: Ứng dụng GIS để quản lý việc chăn nuôi gia súc, gia cầm ở các địa phương, từ đó phát hiện và khoanh vùng có dịch bệnh để kịp thời ngăn chặn nguy cơ bùng phát dịch
1.6 CHÍNH SÁCH XỬ LÝ BỆNH DỊCH TẢ LỢN CHÂU PHI CỦA NHÀ NƯỚC
Hiện nay đối với bệnh dịch tả lợn Châu Phi chưa có vắcxin hay thuốc điều trị
nào cả Vì vậy những điều cần làm khi phát hiện bệnh dịch dé phòng tránh bệnh dịch lây lan rộng như sau:
- Thông tin kịp thời cho nhân viên thú ý xã phường, chính quyền và cơ quan
thú y nơi gần nhất bất cứ khi nào khi phát hiện lợn, các sản phẩm lợn nghi bị bệnh,
hoặc khi được vận chuyên nhập lậu, nghi nhập lậu
- Tiêu hủy đàn lợn nhiễm bệnh và các đàn lợn xung quanh có nguy cơ nhiễm bệnh theo hướng dẫn của cơ quan Thú y
- Khoanh vùng dịch, vùng đệm để áp dụng các giải pháp kỹ thuật cu thé và phù hợp cho từng vùng
- Không điều trị lợn bệnh, nghi mắc bệnh dịch tả châu Phi
- Chính quyền và các cơ quan chuyên môn cần tô chức thực hiện ngay các biện pháp xử lý ô địch, các biện pháp phòng, chống theo đúng quy định của Luật thú y và các Thông tư hướng dẫn thi hành Luật: đặc biệt phải dừng vận chuyển
Trang 28lợn, sản phẩm của lợn, kế cả sản phẩm đã qua chế biến chín từ vùng có dịch tả lợn Châu Phi
- Bên cạnh đó Nhà nước cũng có chính sách hỗ trợ cho những hộ chăn nuôi có lợn dịch bệnh bị tiêu hủy
1.7 TAM QUAN TRONG CUA GIS TRONG THEO DOI VA KHOANH VUNG BENH DICH TA LON CHAU PHI
Dịch tả lợn Châu Phi bùng phát mạnh ở nhiều nơi trên thé giới trong đó có
Việt Nam Việc lây lan, bùng phát dịch tả lợn Châu Phi có liên quan mật thiết đến
yếu tổ không gian và thời gian Vì thế các phân tích dữ liệu để xem xét nguyên nhân và cách phòng chống dịch bệnh cần đến hệ thống thông tin địa lý GIS hơn là phương pháp truyền thống
GIS hỗ trợ xác định vị trí, lập bản đỗ khu vực bị bệnh, tìm hiểu nguyên nhân bùng phát dịch bệnh, mô phỏng, dự báo sự lây lan và khoanh vùng dịch bệnh
Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ GIS trong việc theo dõi và khoanh vùng bệnh dịch tả lợn Châu Phi là rất cần thiết, giúp các cơ quan quản lý hiệu quả hơn
trong việc theo dõi diễn biến và dự báo lây lan dịch bệnh
1.8 TIEU KET CHUONG 1
Chương này để cập đến các nội dung cơ bản về hệ thống thông tin dia ly
GIS Các thành phân, chức năng, cơ sở dữ liệu trong GIS Dữ liệu trong GIS được
lưu trữ dưới 2 dạng dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian (dữ liệu thuộc tính) Dữ liệu không gian bao gồm Vector và Raster Dữ liệu Vector có cấu trúc dữ
liệu phức tạp hơn Raster, các phép chập bản đỗ khó thực hiện, nhưng dữ liệu gọn
(chiếm ít bộ nhớ hơn) thích hợp với các đữ liệu đo đạc trực tiếp
Trong chương này còn trình bày được một số ứng dụng GIS trong các lĩnh vực như môi trường, giao thông, y tế, nông nghiệp, tài chính, thú y chăn nuôi
Trang 29CHƯƠNG 2 KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG BẢN ĐÒ
Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng được hiển thị tốt
nhất đưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ Bản đồ khá hiệu quả trong lưu giữ và trao đổi thông tin địa lý GIS cung cấp nhiều công cụ mới để mở rộng tính nghệ thuật và
khoa học của ngành bản dé Ban dé hién thi có thể được kết hợp với các ban bao cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác
2.1 TÌM HIỂU VÈ BẢN ĐÒ VÀ PHƯƠNG PHÁP THẺ HIEN BẢN DO 2.1.1 Khái niệm bản đồ
Bản đồ là hình vẽ biểu thị bề mặt trái đất, các thiên thể hoặc khoảng không
vũ trụ trên mặt phẳng theo những quy tắc toán học xác định, được thu nhỏ theo quy ước và khái quát hóa dé phản ánh sự phân bồ, trạng thái và những mối liên hệ của
các đối tượng, hiện tượng tự nhiên, xã hội được chọn lọc và thể hiện bằng hệ thống
ký hiệu và màu sắc
Có thể coi bản đổ là mô hình ký hiệu tượng hình nhằm tái tạo thực tại (đúng
hơn là một phần nào đó của thực tại) Bản đồ dùng phản ánh trực quan những tri thức đã tích lñy được cũng như nhận biết những tri thức mới
(Theo từ điển bách Khoa Việt Nam, tập I, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà
Nội 1995)
2.1.2 Tính chất của bản đồ
- Tính trực quan của bản đồ: cho ta khả năng bao quát và tiếp thu nhanh chóng các yếu tố chủ yêu và quan trọng nhất của nội dung ban dé
- Tính đo được của bản đổ: căn cứ vào các thang bậc của các ký hiệu quy
ước người sử dụng bản đỗ có khả năng xác định được rất nhiều trị số khác nhau như: tọa độ, biên độ, độ dài, khoảng cách, diện tích, thể tích, phương hướng và các trị số khác
- Tính thông tin của ban dé: là khả năng lưu trữ, truyền đạt cho người đọc những tin tức khác nhau về các đối tượng và các hiện tượng, từ đó cho ta những ý tưởng, phát hiện mới cho tương lai
Trang 302.1.3 Các đối tượng bản đồ
Các thông tin trên bản đồ sẽ được biểu diễn bằng các điểm cho các đối tượng như sông ngòi, đường phố và các vùng cho các đối tượng khu dân cư, hồ
% Điểm: biểu diễn về một đối tượng nào đó mà hình đạng của nó quá nhỏ để có thể biêu diễn như một đối tượng vùng hay đường hay một vị trí điểm không có
diện tích Một ký hiệu đặc biệt hay một nhãn thường dùng để mô tả về một điểm:
* A £ © 5
“+ Đường: là tập hợp co thứ tự các tọa độ mà khi liên kết với nhau sẽ biểu diễn một hình tuyến tính của một đối tượng bản dé qua hep để có thể hiển thị như một vùng hoặc có thể coi nó như một đối tượng không có độ rộng
“Ving: là hình khép kín mà biên của nó bao quanh một vùng đồng nhất
như một tỉnh, một quốc gia
s* Các kí hiệu và nhãn thể hiện thông tin mô tả: bản đỗ thê hiện vị trí các đối
tượng cùng với các đặc tính để dễ hiểu hơn Các đặc tính của đối tượng bản đỗ được
thé hiện bằng các ký hiệu
* Quan hệ không gian giữa các đối tượng thể hiện trên bản đồ phụ thuộc vào khả năng của người xem bản đô
2.1.4 Các phương pháp thể hiện bản đồ
Phương pháp thể hiện nội đung bản đồ là một phương thức chuẩn quy định
cách kết hợp các ký hiệu, màu sac, đường nét để diễn đạt yếu tổ nội dung, dữ liệu
của bản đồ [3]
Phương pháp thê hiện nội dung bản đỗ có vai trò quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm ban đồ Vì vậy việc lựa chọn phương pháp thê hiện nội dung bản đồ phủ hợp đóng vai trò rất lớn trong việc tăng hiệu quả truyền thông, diễn đạt nội dung và đảm bảo giá trị thông tin của bản đồ Nếu ta lựa chọn phương pháp không phù hợp có thể đưa đến những bản đồ kém chất lượng
Trang 31Một số phương pháp thể hiện nội dung bản đồ thường dùng: - Phương pháp ký hiệu
- Phương pháp chấm điểm
- Phương pháp biểu đồ định vị
- Phương pháp ký hiệu tuyến
- Phương pháp ký hiệu đường chuyên động - Phương pháp khoanh vùng (vùng phân bố) - Phương pháp đường đẳng trị
- Phương pháp nên chất lượng - Phương pháp Cartodiagram
- Phương pháp Cartogram (phương pháp đồ giải)
Để lựa chọn phương pháp thé hiện nội dung bản đồ khi làm bản đỗ chuyên để cần trả lời các câu hỏi:
- Đặc điểm phân bổ hiện tượng (là đối tượng theo điểm, đường, vùng hay chuyển động)
- Đặc điểm thu thập dữ liệu (đo đạc trực tiếp, sử dụng dữ liệu viễn thám,
tư liệu bản đồ đã có hay thống kê)
- Đặc điểm dữ liệu: thang đo (định tính, thứ tự, định lương) và gia tri (liên tục, gián đoạn)
2.2 KHẢ NĂNG PHÂN TÍCH DỮ LIEU TRONG GIS
2.2.1 Tìm kiếm
Dữ liệu được mã hóa trong hệ vector sử dụng cấu trúc lớp hoặc lớp phủ Các
dữ liệu được nhóm lại với nhau để việc tìm kiếm một lớp dữ liệu được dé dàng hơn
Ví dụ: Tìm đường đi trên xe ô tô, tìm đặc tính của một gia đình nào đó trên
bản đồ giai thừa, theo dõi hướng bay của các loài chim di cư khi chuyên mùa
Các thủ tục tìm kiếm dữ liệu sử dụng các thuật toán logic Boole dé thao tac trên các thuộc tính và đặc tính không gian Dai số Boole sử dụng các toán tử AND, OR, NOT tùy vào từng điều kiện cụ thể sẽ cho giá trị True hoặc False Phép tốn
logic khơng có tính chất giao hoán, chỉ có mức độ ưu tiên cao hơn
Trang 32Ví dụ: Cho 2 bản đồ A và B như hình với thuật toán AND và điều kiện tìm
những vị trí có đất đang canh tác lúa và đất phù sa ta tìm kiếm được như bản đồ C Bản đồ Á Bản đồ B \ qT ‘Lua \ Dất phủ sa J „ J= \ Mau xế" / "` Me AND a jf Weg ` 3> ? "Te Đất phèn wt Cay ain trai X — Ep Sy ar an Bản đề C Taia & moe ĐẤT phủ sa An Hình 2.1 Ứng dụng thuật toán logic trong tìm kiếm không gian 2.2.2 Vùng đệm
Vùng đệm sử dụng nhiễu thao tác phân tích và mô hình hóa không gian Đường biên bên trong gọi là lõi, còn đường biên bên ngoài gọi là đệm (buffer) 2.2.3 Nội suy
Trong một số trường hợp thông tin cho ít điểm, ít đường hay ít vùng lựa chọn thì phải tiến hành nội suy hay ngoại suy để có nhiều thông tin hon Có nghĩa là phải giải đoán giá trị hay tập giá trị mới, phần này mô tả nội suy hướng điểm, nghĩa là một hay nhiều điểm trong không gian được sử dụng để làm phát sinh giá trị mới cho
các vị trí khác nơi không trực tiếp đo đạc được dữ liệu
Trong thực tế nội suy áp dụng cho mô hình hóa bề mặt khi cần phải phán đoán các giá trị mới cho bề mặt 2 chiều trên cơ sở độ cao lang giéng
2.2.4 Tính diện tích
+* Theo phương pháp thủ công: - Đêmô
Trang 33-_ Cân trọng lượng Đo thước tỷ lệ
+* Theo phương pháp GIS§:
- Dữ liệu Raster: tính diện tích 1 ô rồi nhân diện tích này với số lượng ô
trong bản đồ
-_ Dữ liệu Vector: chia nhỏ bản đỗ ra đưới đạng các đa giác Kỹ thuật GIS có khả năng đáp ứng dược các dạng câu hỏi như:
- Vị trí của đối tượng nghiên cứu: quản lý và cung cấp vị trí của các đối
tượng theo yêu cầu bằng các cách khác nhau như tên địa danh, mã, vị trí, tọa độ
-_ Điều kiện về thuộc tính của đối tượng: phân tích các dữ liệu không gian
cung cấp các điều kiện tồn tại hoặc xảy ra tại một điểm nhất định hoặc xác định các đối tượng thỏa mãn yêu cầu được đặt ra
- Xu hướng thay đổi của đối tượng: cung cấp hướng thay đổi của đối tượng bằng cách phân tích các vùng lãnh thổ trong vùng nghiên cứu theo thời gian
- Cấu trúc và thành phần có liên quan đến đối tượng: cung cấp mức độ sai
lệch của các đối tượng sO VỚI kiểu mẫu đặt ra và đã có từ các nguồn khác
-_ Các giải pháp tốt nhất để đáp ứng được mục tiêu nghiên cứu -_ Các mô hình nhằm đưa ra các phương án khác nhau
2.3 CƠ SỞ XÂY DỰNG BẢN ĐÒ
2.3.1 Cơ sở toán học
s* Tỉ lệ bản đô: là tỉ số giữa một khoảng cách đo trên bản đồ và khoảng
cách ngoài thực địa
- Muốn tính tỉ lệ bản đồ, ta lấy độ dài thu nhỏ trên bản đồ chia cho độ dài
thực tế (sau khi đã đổi về cùng đơn vị đo)
Trang 34Khi chọn tỉ lệ bản đồ cần lưu ý: " Mục tiêu sử dụng bản đỗ " Yêu cầu của người sử dụng " Thành phần của bản đỗ " Kích thước vùng cân thể hiện " Độ chính xác của bản đồ
4% Bố cục bản đề: Là sự bố trí khu vực được thành lập bản đổ trên bản đồ,
xác định khung của nó, sắp xếp những yếu tố trình bày ngoài khung và những tư liệu bổ sung Các bản đồ địa hình bao giờ cũng định hướng kinh tuyến giữa theo B-
N Trong khung biểu thị khu vực được thành lập liên tục và không lập lại Bề trí tên bản đồ, số hiệu mảnh, tý lệ, các tài liệu tra cứu và giải thích
s* Sai số trong các phép chiếu hình: Nơi nào trên trái đất không tiếp xúc với
mặt hình học đón nhận hình chiếu thì nơi đó có sai số Các dạng sai số trên bản dé: - Sai số về độ dài - Sai số về góc - Sai số về diện tích 2.3.2 Phép chiếu bản đồ 2.3.2.1 Phép chiếu hình bản đồ
Phép chiếu hình bản đồ là cách biểu thị mặt cong của trái đất lên một mặt
phẳng để mỗi điểm trên mặt cong tương ứng với một điểm trên mặt phẳng
Các loại phép chiếu hình bản đồ cơ bản là: phép chiếu phương vị, phép chiếu hình nón, phép chiếu hình trụ
Trang 35Cylindrical Mercator Conical Perspective Conic Planar Cac Luoi Chieu Orthographic
Hinh 2.2 Cac loai phép chiéu
- Phép chiếu phương vị: Là phương pháp thê hiện mạng lưới kinh tuyến, vĩ tuyến của mặt cầu lên mặt phẳng
Tùy theo vị trí tiếp xúc của mặt phẳng với địa cầu mà có các phép chiếu phương vị khác nhau:
+ Phép chiếu phương vị đứng + Phép chiếu phương vị ngang + Phép chiếu phương vị nghiêng
- Phép chiếu hình nón: là cách thể hiện mạng lưới kinh tuyến, vĩ tuyến
của địa cầu lên mặt chiếu là hình nón sau đó triển khai mặt chiếu hình nón ra thành mặt phẳng Vị trí tiếp xúc của hình nón khác nhau có các phép chiếu hình nón khác nhau: + Phép chiếu hình nón đứng + Phép chiếu hình nón ngang + Phép chiếu hình nói nghiêng
- Phép chiếu hình trụ: là cách thể hiện lưới kinh tuyến, vi tuyén của địa cầu lên mặt chiếu là hình trụ sau đó triển khai mặt trụ ra mặt phẳng
Trang 36Có 3 loại phép chiếu hình trụ: + Hình trụ đứng + Hình trụ ngang + Hình trụ nghiêng 2.3.2.2 Phép chiếu bản đồ Gauss
Phép chiếu Gauss là phép chiếu hình trụ ngang giữ góc Theo phép chiếu này, quả đất được chia làm 60 múi và đánh số thứ tự từ Tây sang Đông tính từ kinh tuyến gốc đi qua đài thiên văn Greewuyt (Luân Đôn) nước Anh
Phương pháp thành lập phép chiếu:
- Dựng một hình trụ ngang ngoại tiếp ellipsoid trái đất theo kinh tuyến trục POP: của múi chiếu thứ nhất
- Lấy tâm C trái đất làm tâm chiếu, chiếu múi này lên mặt trong ống trụ, sau dé tinh tiến ống trụ về phía trái một đoạn tương ứng với chiều dài một cung trên mặt đất theo xích đạo chăn góc ở tâm bằng 6°
- Và xoay trái đất đi một góc 69 chiếu múi thứ hai, lần lượt chiếu các múi còn
lại rồi cắt Ống trụ thành mặt phẳng Xích đạo trở thành trục ngang Y, kinh tuyến
giữa của mỗi múi chiếu trở thành trục X của hệ tọa độ phẳng
Đặc điểm phép chiếu Gauss:
- Tính đồng góc: các góc trên mặt ellipsoid vẫn giữ nguyên trên mặt chiếu chiều dài có biến đạng nhưng rất ít
- Hệ số biến dạng chiều dài trên kinh tuyến giữa bằng 1 (k=1) Càng về hai kinh tuyến biên thì hệ số biến dạng càng tăng (k>1) Ở biên múi 6° hệ số biến dạng
chiều dài là 1.0014
- Vĩ tuyến là những đường cong, đối xứng qua xích đạo, chiều lõm hướng về phía cực gần với vĩ tuyến đó hơn
- Kinh tuyến giữa là đường thẳng còn các kinh tuyến còn lại là những đường cong đối xứng qua kinh tuyến giữa, chiều lõm hướng về kinh tuyến giữa
Để giảm sự biến dạng của chiều dài ta có thể áp dụng một trong ba cách sau: - Chia múi 6° thành các múi 3° hoặc 195 Hệ số biến đạng chiều đài ở vùng biên múi 3° và 195 tại xích đạo là 1,00035 và 1,00009
Trang 37- Tính số hiệu chỉnh cộng vào chiều dài trên mặt ellipsoid - Sử dụng hệ thống tọa độ giả định
2.3.2.3 Phép chiếu bản đồ Bonne
Để thành lập các bản dé chuyén dé, trong đó có các ban đỗ tự nhiên, dân cư, kinh tế-xã hội ở Việt Nam, chúng ta cần biết đặc điểm của các lưới chiếu dùng cho bản dé Việt Nam, vì các loại bản đồ này thường được dùng làm bản đỗ nền cho các
bản đồ chuyên dé
Người Pháp đã lựa chọn ứng dụng Elipxoit quy chiếu Clark, phép chiếu
Bonne, điểm gốc tọa độ Cột cờ Hà Nội, xây dựng điểm lưới tọa độ phủ trùm tồn
Đơng Dương Lưới chiếu Bonne là lưới chiếu hình nón giả không có sai số về diện
tích Lưới chiếu Bonne dùng số liệu Elipxoit nhu sau: a=6.378.249m; b= 6.356.515,
số liệu này do Clark tìm ra năm 1980
Các tỉ lệ bản đồ là I:25.000 ở đồng bằng, I: 100.000, 1:400.000 cho tồn bộ
Đơng Dương Hệ kinh tuyến tính theo đơn vị Grat (viết tắt là G, một vòng tròn bằng 400Grat) Kinh tuyến khởi đầu 0 tính từ kinh tuyến qua Paris Kinh tuyến giữa của bán đảo Đông Dương là 115G
2.3.2.4 Phép chiếu bản đồ UTIM
Phép chiếu bản đồ UTM (Universal Transverse Mercator) cũng được thực hiện với tâm chiếu là tâm của quả đất và với từng múi 60, nhưng khác với phép chiếu hình Gauss
- Dựng hình trụ ngang cắt mặt cầu mặt đất theo hai đường cong đối xứng với nhau qua kinh tuyến giữa múi và có tỉ lệ chiếu k = 1 (không bị biến dạng chiều dải)
Kinh tuyến trục nằm ngoài mặt trụ có tỉ lệ chiếu k = 0.9996,
- Dùng tâm trái đất làm tâm chiếu, lần lượt chiếu từng múi lên mặt trụ
theo nguyên lý của phép chiếu xuyên tâm Sau khi chiếu triển khai mặt trụ thành mặt phẳng
- Để giảm độ biến dạng về chiều dải và diện tích, UTM sử dụng hình trụ
ngang có bán kính nhỏ hơn bán kính trái đất, nó cắt mặt cầu theo hai đường cong đối xứng và cách kinh tuyến khoảng +180km Kinh tuyến giữa nằm phía ngoài mặt trụ còn hai kinh tuyến biên nằm phía trong mặt trụ
Trang 38x) 180 km ¬ 84” | 500 km / Ũƒ i + + —† ———}| 19 j — 100km Cảituyến Ì + 180 km Kinh luyến trực Ì =
Hinh 2.3 Phép chiéu UTM
Hién nay, để thuận tiện cho việc sử dụng hệ tọa độ chung trong khu vực và thế giới, Việt Nam đã sử dụng lưới chiéu UTM trong hệ tọa độ quốc gia VN-2000
thay cho phép chiếu Gauss trong hệ tọa độ cũ HN-72 2.3.2.5 Hệ tọa độ
Hệ tọa độ địa lý là một hệ tọa độ cho phép tất cả mọi điểm trên Trái Đất đều có thể xác định được bằng một tập hợp các số có thể kèm ký hiệu Các tọa độ thường gồm số biểu diễn vị trí thắng đứng, và hai hoặc ba số biểu diễn vị trí
nằm ngang
Các hệ tọa độ tuy không phải là phép chiếu, nhưng chúng vẫn hay sử dụng phép chiếu Kinh độ và vĩ độ là hệ tọa độ phô biến nhất nhưng lại không dung dén phép chiếu nào Nhưng đa số các trường hợp hệ tọa độ luôn kèm theo phép chiếu,
hình cầu tham chiếu, mực chuẩn, một hoặc nhiều vĩ tuyến chuẩn, một kinh tuyến
trung tâm
Đề ghi tọa độ kinh và vĩ ta có hai cách:
- Dùng độ, phút, giây
- Dùng độ theo số thập phân
Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000 (gọi tắt VN-2000) được áp
dụng thống nhất để xây dựng hệ thống tọa độ các cấp hạng, bản đỗ địa hình cơ bản, bản đổ nên, bản đổ địa chính, bản đồ hành chính quốc gia và các loại bản dé chuyén
dung khac
Trang 39Hệ VN-2000 có các tham số chính:
- Bán trục lớn a=6.378.137.000 m - Dé det f = 1:298.257.223.563
- Vạn tốc gốc w = 7292115.0 x 107! rad/s
- Hang sé trong trường trái đất GM = 3986005 108 m/s?
Vị trí Ellipsoid quy chiếu quốc gia: Ellipsoid-84 toàn cầu được định vị phù
hợp với lãnh thể Việt Nam trên cở sở sử dụng GPS cạnh dài có độ cao thủy chuẩn
phân bố đều trên tồn lãnh thơ
Hệ tọa độ phẳng UTM quéc té duoc thiét lập trên cơ sở lưới chiếu hình trụ
ngang đồng góc
2.3.3 Nội dung bản đồ
Trên bản đồ khoanh vùng dịch bệnh sẽ hiển thị hai nội dung chính là: yếu tổ
cơ sở địa lý chung và yếu tổ chuyên đề - Yếu tố cơ sở địa lý chung:
+ Ranh giới hành chính: thể hiện ranh giới hành chính của lãnh thô như
ranh giới giữa các huyện, thị xã, thành phố
+ Địa danh: thể hiện địa danh các huyện, thành phố, sông ngòi + Thủy hệ: thể hiện các con sông, hồ trên lãnh thổ
+ Giao thông: thể hiện sự phân bố các tuyến đường chính
- Yếu tố chuyên đề: thể hiện nội dung chuyên để về tình hình chăn nuôi và
hiện trạng dịch bệnh, các điểm bán thức ăn cho lợn, khu giết mổ lợn và quan trọng
khả năng lây lan dịch bệnh
2.4 THUẬT TOÁN XÉP CHÒNG BẢN ĐÒ 2.4.1 Khái quát về xếp chồng bản đồ
Bản đồ là tập hợp các lớp layer khác nhau Layer chứa các điểm diện tích, chứa các đường thủy hệ, giao thông, chứa các đa giác (vùng biên hành chính)
Trang 40Xếp chồng bản đồ có thể được định nghĩa là một hoạt động không gian, kết hợp các lớp địa lý khác nhau để tạo ra lớp thông tin mới Xếp chồng bản đổ được
thực hiện bằng cách sử dụng số học, logic, các toán tử quan hệ và được thực hiện trên cả hai loại dữ liệu là Raster và Vector
Map layer 1 Map layer 2 Map-overlay
ema — ome >
Hình 2.4 Xếp chồng 2 lớp bản đồ
Quá trình Overlay bản đỗ được thực hiện qua 2 bước:
- Xác định tọa độ các giao điểm và tiến hành chồng khít 2 lớp bản đỗ tại giao điểm này
- Kết hợp dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của hai lớp bản đồ
2.4.2 Các phương pháp trong xếp chồng bản đồ
+* Phương pháp Raster Overlay
Phương pháp này sử dụng số học và toán tử Boolean đề kết hợp các điểm
ảnh hoặc giá trị tế bảo trong mỗi ban dé tao ra một giá trị mới trong ban đỗ kết hợp Các bản đỗ có thể được coi là các biến số học và thực hiện các chức năng
đại số phức tạp
Phuong phap Raster Overlay dwa trên ý tưởng bản đồ đại số Sử dụng bản đỗ
số dữ liệu đầu vào có thể được cộng, trừ, nhân, chia để tạo ra dữ liệu Hoạt động của thuật toán là thực hiện trên giá trị các ô tương ứng của hai hoặc nhiều tầng dữ liệu
vào để cho ra giá trị mới
+* Phương pháp Vector Overlay
Trong Vector Overlay, các tính năng và thuộc tính của bản đồ được tích hợp
để cho ra một bản đồ mới