Xây dựng hệ thống thông tin về di tích thành cổ quảng trị dựa vào công nghệ 3d trên nền gis

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUÉ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

PHAN THỊ HOA LỢI

XÂY DỰNG HỆ THÓNG THÔNG TIN VE DI TICH THANH CO QUANG TRI DUA VAO CONG NGHE 3D TREN NEN GIS

CHUYEN NGANH: KHOA HOC MAY TINH MA SO: 60.48.01.01

LUAN VAN THAC SI KHOA HOC DINH HUONG NGHIEN CUU

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những kiến thức trình bày trong luận văn này là đo tôi tìm hiểu, nghiên cứu và trình bày lại theo cách hiểu của tôi Trong quá trình làm luận văn tôi có tham khảo các tài liệu có liên quan và đã ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo đó Phần lớn những kiến thức tôi trình bày trong luận văn này chưa được trình bày hoàn chỉnh trong bat cứ tài liệu nào

Thừa Thiên Huế, tháng 10 năm 2018

Học viên

Trang 3

LOI CAM ON

Để hoàn thành được luận văn này, trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới PGS TS Lê Mạnh Thạnh, Khoa CNTT trường Đại học khoa học - Đại Học

Huế đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, định hướng, đóng góp những ý kiến quý báu trong suốt quá trình tôi thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong Khoa Công nghệ thông tin,

Phong Dao tao Sau dai hoc, Truong Dai hoc Khoa hoc - Dai học Hué da tao moi

điều kiện tốt nhất đề tơi hồn thành khóa học Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè, những người luôn khuyến khích và giúp đỡ tơi trong mọi hồn cảnh khó khăn Tôi xin cảm ơn cơ quan và các đồng nghiệp đã hết sức tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn

Thừa Thiên Huế, tháng 10 năm 2018

Học viên

Phan Thi Hoa Loi

Trang 4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU -Q2 222 2222221222122112211221121122121211221212222222222 ae 1

NỘI DOIN Cn 222 22212221122211221122222121221212222212222 re 6

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE HE THONG THONG TIN QUAN LY 6 1.1 HỆ THÓNG THÔNG TIN QUẢN LÝ .- 2 s12 E222 rrrre 6 1.2 CAC HE THONG THONG TIN QUAN LY THONG DỤNG 7 1.3 CAC THANH PHAN CUA HE THONG THONG TIN QUAN LY 10 1.4 CAC PHUONG PHAP PHAN TICH VA THIET KE THONG TIN 11 Tiểu kết chương 1 ecco cee eee eevee eee eeee tet teteteetetteeeeeeetseeeteeees 12

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA CÔNG NGHỆ GIS VÀ 3D 13

2.1 TƠNG QUAN VẺ GI§ 5 1 122211222 222121 1212 teye 13

2.1.1 Định nghĩa GÍS St 2S này Hà HH Hà HH Ha Hee 13

2.1.2 Thành phần của GI§ 22 22 22222112212211221112112112112122 xe 15

2.1.3 Mô inh dit OU oe cccsccessssesssesssessseessveesesesessessssessseesareesaseesareesens 17

2.124 Chife nang GS tarcecscxcnarcesees meneame nrsnsenrnnereeeen mencensneemnnsterernmresennne 20

2.2 TONG QUAN VẺ 3D 2 1 12 1221211222 2221221 121tr reye 21

2.2.1 Lịch sử hình thành .- L2 2222111122111 12531 1151111112211 1 1521111181111 2x ke 21

2.2.2 COng Nghe 22

222.3: Gác:cống cự: KHẢO s01 511096901 00 UEDIGHEIENEHEIOSAESNEPRSREHEERGHBISENERĐAERMEEM 25

2.3 ỨNG DỰNG CỦA GI§ 222 222222221121112112111211122112212222222 xe 27 Tiểu kết chương 2 22222 22122212211221121122112211222222222222222222 22a 33

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THÓNG THÔNG TIN DI TÍCH THÀNH CỎ

QUẢNG TRỊ, 2 22 22512151221121112111111211121112112111121212222212212 ra 34 3.1 PHÁT BIÊU BÀI TOÁN 22: 22222212221211211221122122222 are 34 3.2 KHẢO SÁT, THU THẬP C§DLL 222222 222222122211221222122122122 2e 35 3.3 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT Kẫ CSDL GIĐ â22-22222222221222122122222e2 36

3.3.1 Cu trúc cơ sở dữ liệu không gian 22222 2222225221512211213.212 22 xe 36 3.3.2 Cầu trúc cơ sở dữ liệu phi khơng gian -2-©2222222222225122522222222-e2 37

3.4 XỬ LÝ DỮ LIỆU UAV ĐỀ XÂY MƠ HÌNH 3D -©22¿222222zc2ze2 37

Trang 5

3.4.1 Tổng quan công nghệ 2: 2222222251225121312211211121112111211121122 xe 37 3.4.2 Quy trình công nghệ - - 12c 211211111 x1 Hy tra Hàng 39

3.5 THÀNH LẬP BAN DO CHUYEN DE CUM DI TICH THANH CO QUẢNG TRỊ - 5c S1 2212112112 1121 1 21 121 1121111 tr ga 43 3.5.1 Kiến trúc Thành cô Quảng Trị ©2222 25222512251213122112111211 2112 43

3.5.2 Thành cổ Quang Tri trong chudi cdc su kién lich st occ 44

3.5.3 Thanh cé Quang Tri trong hé thống di tích lịch sử văn hóa 45

3.6 THIET KE HE THONG THONG TIN KHU VUC NGHIEN CUU 49

3.6.1 Thiết kế hệ thống các bản đỗ trực tuyến 22 2222222222212222122x-e2 49

3.6.2 Thiết kế hệ thống thông tin 22: 22 222225222112111211121112211211222 xe 50 3.7 THIẾT KÉ ỨNG DỰNG TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG 2s¿ 51 3.8 THẢO LUẬN 2-2222 2222221221211211211211211212222222 2e 53

3.8.1 Hỗ trợ cho phát triển du lịch -. s21 311211121111211112111x 2111121 EExeey 53

3.8.2 Ứng dụng hỗ trợ giáo dục di sản nói chung và lịch sử nói riêng 34

Tiểu kết chương đ 22222 221222122112211221122112211222222222222222222222 re 57 KET LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN -22222221222122222.2 2e 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 222 S2222122212221222112212112112112222 xe 60

PHỤ LỤC

Trang 6

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bang 3.1 Cấu trúc CSDL thuộc tính di tich lich stt vin hoa c.cccccccccsccseesseeesseeeeeees 37

Bảng 3.2 Danh sách tổng hợp các phần mềm miễn phí, thương mại, thiết kế bay

chụp cho công nghệ đo ảnh UAV c2: tS 2 nhe 39

Trang 7

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Các chức nang chinh cia HT TT .- c5: t3 xsEEEEtrrxsrrerrrkerrse 7

Hình 1.2 Mối quan hệ giữa các HTTT 22 222222252225122312251221121112111211211.2 xe 7

Hình 2.1 Trình bày một mô hình hái niệm chung về GIS 222222222222 13

Hình 2.2 Các thành phần cấu trúc cơ bản của GI§ -22222222212221222122 e6 15 Hinh 2.3 Cac thanh phan chính của phần mềm GIS 22222 22222222222222222 15

Hình 2.4 Mô hình dữ liệu raster và V©CfOT - - c2 1222211112211 112511 112511112 xxe 18

Hình 2.5 Chồng lớp các mô hình vector và rasfer 22-222 2211221222121122122 e6 18

Hình 2.6 Mối liên hệ giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian 20

Tĩnh 2:7: Các bước:xây: dưng: mô hình 3D sessssssssssesboatieiesdtioits003sstea0sseraa 22 Hình 2.8 Giao diện của phần mềm Google SketchUp 22222222222.222ee 24 Hình 2.9 Trường Bồ Đề thiết kế bằng phần mềm Google SketehUp 24 Hình 2.10 Lịch sử phát triển của kỹ thuật quét laser ba chiều và mối quan hệ giữa

các yếu tố kinh tế - 2s 22112212211211211211222122222 are 26

Hình 2.11 UAV, RS và GIS trong nghiên cứu khoa học của địa lý hiện đại 26

Hình 2.12 Hình ảnh UAV chụp trên các cánh đồng -222222 2222222222222 28 Hình 2.13 Hình ảnh UA V chụp trên các vùng nuôi trồng thủy sản 28

Hình 2.14 Hình ảnh UAVV chụp tại các đô thỊ óc St tnhhrhhrkerrerrrrrres 28

Hình 2.15 Tư liệu giao thông sử dụng quản lý cà cccsseirreereres 29 Hình 2.16 UAV hỗ trợ công nghệ 3D trong quản lý rừng 5:55¿2cssss2 29 Hình 2.17 Quản lý tai biến xói mòn ven biển, cửa sông -2-222222 2222222 29 Hình 2.18 LIDAR hỗ trợ công nghệ 3D trong quản lý thảm họa thiên tai 30 Hình 2.19 Ứng dụng UAV Quy hoạch phân vùng phát triển công nghiệp 30 Hình 2.20 LIDAR hỗ trợ xây dựng mô hình ngập lụt tee ee teeeeees 31 Hình 2.21 Nhà thờ Thánh đường St Nicholas (Greifswald, Đức) tái dựng dưới Hình 2.22

Hình 2.23

dạng 3Ì tn HH HH HH Hà HH Hà HH HH HH tiệt 31 Một góc phố của Austin được tái đựng dưới dạng đám mây điểm 3D 31

Mối đe dọa do đá trượt lở từ trên cao được chỉ rõ trong bản đỗ nghiên cứu 32

Trang 8

Hình 2.24 Tham quan 3D khu vực triều Ngô - Đinh - Tiền Lê - Lý - Trần 32

Hình 2.25 Hình ảnh biểu trưng cho Dự án CyArlk 500 22-252 2222221222122 e6 33

Hình 3.1 Cơ chế hoạt động của các thuật toán SỈM on eeree 39

Hình 3.2 Sơ đồ đường bay cho khu vực nghiên cứu 22222222122212221221ee 41

Hình 3.3 Sơ đồ phân bố 6 điểm khống chế mặt dat GPS va3 diém kiém tra FM 41

Hình 3.4 Trực ảnh 3D khu vực Thành cổ Quảng TTỊ ì cccccsisierrerrrreres 42

Hình 3.5 Sơ đồ Thành cổ Quảng Trị trong khơng ảnh ©2222222222222222222 43 Hình 3.6 Kiến trúc thành Việt Nam thế kỷ XIX và Thành cô Quảng Trị 44

Hình 3.7 Thành cổ Quảng Trị và những địa điểm lưu niệm sự kiện 81 ngày đêm 44 Hình 3.8 Các vị trí trong Cụm tích Thành cổ Quảng TTỊ ààc cài cccceeieee 44 Hình 3.9 Thành cổ Quảng Trị trong hệ thống bom mìn vật liệu nỗ UXO 45 Hình 3.10 Hệ thống các di tích lịch sử văn hóa thị xã Quảng TÌỊ - 45

Hình 3.11 Hệ thống các di sản văn hóa tỉnh Quảng Trị - 552222 22222221221c6 46

Hình 3.12 Hệ thống các di sản Việt Nam 222cc 12222 47

Hình 3.13 Tài nguyên du lịch tỉnh Quảng “TTỊ 5c cSc St Sserrrerrerrrrersrer 48 Hình 3.14 Bản đồ tổng thê quy hoạch hệ thống đu lịch sinh thái Quảng Trị 48 Hình 3.15 Thành cô Quảng Trị nằm trong cụm đu lịch sinh thái phía Nam Thành cổ

Quảng Trị - Mỹ Thủy - Trà Lộc ị che 48

Hình 3.16 Quy trình thành lập bản đồ trực tuyến 2222222122222 49

Hình 3.17 Quy trình xây dựng hệ thống thông tin 22222 2222221222122122ee 50

Hinh:3.18 So d6caw trie Website scsusssscseerncensnsecennrecsenorrecenennveseanaweceninarenmnnvanen 51

Hình 3.19 Các ứng dụng DI tích Quảng TTỊ S2 2 nhe 52

Hinh 3.20 Giao diện ứng dụng DI sản Việt Nam có di tích Thanh cổ Quảng Trị .52 Hình 3.21 Một số bản dé ứng dụng được sử dụng khi thực hiện khám phá di tích

Thành cô Quảng TTỊ 252222 2222221222122212112211221122122222ee 57

Trang 9

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ Từ hoặc cụm từ 2D 2 Dimension 3D 3 Dimension

ALS Airborme Laser Scanning

CAD Computer-Aided Design

CNTT Công Nghệ Thông Tin

CSDL Cơ Sở Dữ Liệu

DEM Digital Elevation Model

GIS Geographic Information System

HTTT Hệ Thống Thông Tin

HTTTQL Hệ Thống Thông Tin Quản Lý

LIDAR Light imaging Detection And Ranging

Trang 10

MỞ ĐẦU

Quảng Trị là một vùng đất có bể dày lịch sử văn hóa Trải qua nhiều thời đại, con người trên mảnh đất này đã vượt qua mọi thử thách gian nan đề làm nên những kỳ tích hào hùng trong đấu tranh và xây dựng: để lại nhiều di sản văn hóa truyền thống vô cùng quý báu mà ngày nay chúng ta cần có trách nhiệm tôn trọng, nâng niu va gìn giữ

Toàn tỉnh có 531 di tích lịch sử văn hoá và danh lam thắng cảnh, trong đó có 51 địa điểm di tích đã được xếp hạng quốc gia Tiêu biểu là 4 cụm được xếp vào danh mục di tích đặc biệt cấp quốc gia: Thành cổ Quảng Trị và những địa điểm lưu

niệm sự kiện 81 ngày đêm năm 1972; Đôi bờ Hiển Lương - Bến Hải; Địa đạo Vịnh

Mốc và hệ thống làng hầm Vĩnh Linh; Hệ thống đường Trường Sơn - Đường Hỗ Chí Minh [12] Con số này mặc dù chưa thé phản ánh đầy đủ những năm tháng hào hùng của một vùng đất máu lửa nhưng nó vẫn được coi là những hạt giống tiêu biểu cho tiềm năng di tích tỉnh Quảng Trị; xứng đáng là niềm tự hào của toàn thê nhân

dân Việt Nam với bạn bè thế giới

Thành cổ Quảng Trị nằm giữa lòng thị xã Quảng Trị, cach quéc 16 1A 1km; cách thành phổ Đông Hà 14km và cách thành phố Huế hơn 60km Quá trình xây dựng Thành, từ khi khởi công dưới thời Gia Long đến khi hoàn thiện dưới thời Minh Mạng, kéo dài trong gần 28 năm (1809-1837) [6] Thời Pháp thuộc, nơi đây

biến thành nhà lao, các chiến sỹ cộng sản yêu nước đã bị bắt giam, tù day tai hé

thống lao có, xà lim và cũng là nơi diễn ra cuộc phá ngục khi Nhật đảo chính Pháp (1945) Đặc biệt trong thời kỳ chống Mỹ, di tích này bị tàn phá nặng nề bởi chiến trận mùa hè đỏ lửa 1972 lịch sử và máu xương của các chiến sỹ quân đội nhân dân Việt Nam cũng như các chiến binh bên kia chiến tuyến lưu lại trong từng tắc đất,

ghi dấu sự khốc liệt của cuộc chiến tranh vệ quốc Thành cổ được cả thế giới biết

đến bởi những chiến công hiển hách, những tắm gương hy sinh anh đũng trong cuộc

chiến đấu bảo vệ thị xã Quảng Trị 81 ngày đêm lịch sử Di tích đã được Bộ Văn hóa

Trang 11

năm 2013 được xếp hạng di tích quốc gia đặc biệt tại Quyết định số 2383/QĐ-TTg 09/12/2013 của Thủ tướng chính phủ [II]

Di tích Thành cổ Quảng Trị và những địa điểm lưu niệm sự kiện 81 ngày

đêm năm 1972 (gọi tắt là cụm Di tích Thành cổ Quảng Trị) là một trong những

điểm du lịch tâm linh thu hút đông đảo khách du lịch, nhất là các cựu chiến binh ở

cả hai chiến tuyến Tuy nhiên, du khách thường gặp phải nhiều trở ngại trong việc

tìm kiếm thông tin, đường di; lua chon dia diém tham quan; dia điểm lưu trú; phương tiện đi lại, các dịch vụ, sản phẩm du lịch Hiện nay, các cơ quan quản lý

chỉ có những thông tin đưới dạng sách, tờ rơi, video hay các website đề giới thiệu, quảng bá Nhưng các thông tin này còn rời rạc và chưa hệ thống

Các nghiên cứu về du lịch, văn hóa trên địa bàn tỉnh Quảng Trị nói chung

và Thành cô Quảng Trị nói riêng chưa nhiều và chỉ tập trung vào điều tra tiềm năng du lịch Điểu ra và đánh giá tiêm năng lãnh thô phục vụ quy hoạch phát triển du lịch sinh thái tỉnh Quảng Trị (PGS.TS Trương Quang Hải, ĐH Quốc gia

Hà Nội), nhằm điều tra, đánh giá tiềm năng lãnh thổ, xác lập cơ sở khoa học cho việc quy hoạch phát triển du lịch sinh thái; định hướng quy hoạch du lịch sinh thái chung cho tỉnh và một số cụm, khu du lịch sinh thái có nhiều tiềm năng phát triển

Hoặc xác định để khai thác tài nguyên một cách có hiệu quả thì cần phải nghiên

cứu, xác định các nhân tố ảnh hưởng đến sự hình thành các tuyến du lịch ở Quảng Trị, từ đó đưa ra các tuyến du lịch theo chuyên đề, các tuyến du lịch tổng hợp cho

phù hợp với tiềm năng thực tiễn và định hướng phát triển du lịch tỉnh Quảng Trị

như đề tài Xây dựng cơ sở khoa học phục vụ cho việc xác định các tuyến đu lịch ở

tinh Quang Tri (Ths Bùi Thị Thu, ĐHKH Huỷi)

Với để tài thực hiện ngay tại Thành cô Quảng Trị Khảo sát trên cơ sở ng

đụng công nghệ khảo cổ, địa chất, sinh học và công nghệ thông tin dé phuc vu

việc qui hoạch, phục dựng và phát triển cảnh quan Thành cô Quảng Trị (PGS.TS

Trang 12

các công trình di tích nằm trong vùng nghiên cứu Tái thiết không gian kiến trúc, cảnh quan của vùng nghiên cứu bằng công nghệ 3D Xây dựng hồ sơ dữ liệu và

các cơ sở khoa học cho việc bảo tồn, trùng tu, phục dựng và phát triển cảnh quan

Thành cổ Quảng Trị Đi sâu về nghiên cứu cơ bản nên các ứng dụng cho người dùng còn chưa thoả mãn Chủ yếu phục vụ cho việc qui hoạch và phục đựng và phát triển cảnh quan Thành cô Quảng Trị

Với một số nghiên cứu ứng dụng cũng đã xây dung bản đồ du lịch bằng công nghệ GIS: Điểu tra, xây dựng bản đồ du lịch tỉnh Quảng Trị (QUANGTRI

TOURMAP) bằng công nghệ GIS (TS.Hà Văn Hành, ĐHKH Huế) nhưng đây là

bản đỗ du lịch chung cho cả tỉnh Kế cả ứng dụng đóng gói hỗ trợ tra cứu thông tin du lich nhu Thiét ké hé théng co sé đữ liệu tài nguyên du lich tinh Quang Tri (Phan Tuần Anh, Sở Khoa hoc và Công nghệ Quảng Trị) cũng dừng lại ở sản phẩm offline giúp tìm kiếm thông tin và do một số hạn chế về công nghệ tại thời điểm nên việc khai thác sử dụng cũng gặp nhiều khó khăn

Van dé dat ra can có các giải pháp nhằm phủ hợp hỗ trợ cho người sử dụng (du khách, các công ty lữ hành, thậm chí người quản lý tại các điểm di tích) để giúp cho việc khai thác, sử dụng, tìm kiếm thông tin các di tích một cách đầy đủ có hệ thống: tiến đến có thể tương tác với các điểm di tích một cách dễ dàng thông qua các công cụ tiện ích (Internet, Apps, )

Trong những năm gần đây, phạm vi ứng dụng cũng như đối tượng sử dụng

của công nghệ GIS, 3D ngày càng được mở rộng trong nhiều lĩnh vực Đặc biệt,

Trang 13

du khách có được những trải nghiệm mới về lịch sử, văn hố thơng qua tương tác

với mô hình 3D Với hệ thống thông tin đầy du, dé dang lựa chọn và tim kiếm địa

điểm tham quan, du lịch phù hợp sẽ là công cụ phục vụ quản lý và phát triển du lịch cộng đồng tiện ích mọi lúc mọi nơi Người sử dụng có thể ghé thăm các điểm di tích thuận lợi, dễ dàng từ cùng một nguồn duy nhất của hệ thống Đó là lý do mà tác giả thực hiện đề tài “Xây dựng hệ thông thông tin Di tích Thành cỗ Quảng Trị dựa vào công nghệ 3D trên nên GIS”

Mục tiêu nghiên cứu chung là ứng dụng công nghệ GIS (WebGIS) với sự hỗ

trợ của công nghệ 3D để tái tạo sinh động về thông tin lịch sử của di tích Thành cổ Quảng Trị Với các mục tiêu cụ thể: xây dựng cơ sở dữ liệu cho cụm Di tích Thành

cô Quảng Trị; xây đựng các mô hình 3D cho các điểm di tích trong cụm; xây dựng WebGIS Online Thông tin về cụm Di tích Thành cô Quảng Trị; xây dựng Bản đồ

cụm Di tích Thành cổ Quang Tri;

Đối tượng nghiên cứu là các kỹ thuật của GIS: một số kỹ thuật của công

nghệ 3D; dữ liệu về thông tin lịch sử của khu di tích Thành cổ Quảng Trị Phạm vị nghiên cứu là: khu di tích Thành cổ Quang Tri Cụ thể là Cụm Di tích Thành cổ Quảng Trị (thị xã Quảng Trị, huyện Hải Lăng, huyện Triệu Phong) với 8 khu vực và

tổng số 14 điểm di tích: Thành cổ Quảng Trị: Ngã ba Long Hưng; Nhà thờ Long

Hưng; Nhà thờ Trí Bưu; Trường Bồ Đề, Bến sông Thạch Hãn: Bờ Nam của Bến

sông Thạch Hãn (gồm các công trình: Nhà Hành Lễ, Bến thả hoa, Tháp Chuông, Quảng trường Giải phóng), Bờ Bắc của Bến sông Thạch Hãn (gồm các công trình: Đèn Tưởng Niệm, Bến thả hoa, Tượng đài); Chốt thép Long Quang: Chốt Ngô Xá Tây Trong thời gian lịch sử hào hùng của quân và dân Quảng Trị với 8l ngày đêm

chiến đấu bảo vệ Thành cổ năm 1972

Sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: tìm hiểu các sách, báo, hồ sơ, quyết định công nhận của các di tích cấp địa phương và cấp quốc gia: bài giảng, tài liệu về GIS;

- Phương pháp kế thừa: các thông tin và các CSDL bản đỗ nên (Việt Nam, Quảng Trị)

Trang 14

- Phương pháp chuyên gia: chuyên gia về các lĩnh vực chuyên môn: Di sản, Bảo tôn,

GIS, Lich sử, Địa lý, Giáo dục

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: tìm hiểu kết quả của các hoạt động ứng dụng G15; - Phương pháp tổng hợp thu thập thông tin, phân tích thông tin: xác định cấu trúc và tính chất của thông tin, để tìm ra phương pháp thu thập, xử lý số liệu thích hợp:

- Phương pháp xây dựng bản đồ theo GIS: xây dựng hệ thống CSDL với các đữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian;

Nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:

- Chương I: Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin quan lý, các thành phân của hệ thống, các hệ thống thông tin thông dụng và các kỹ thuật về thiết kế hệ thống - Chương 2: Trình bày về cơ sở lý thuyết GIS bao gồm: tổng quan, thành phần, vai

trò của dữ liệu và các lĩnh vực ứng dụng của GIS; tổng quan về 3D, việc áp dụng trên thế giới, Việt Nam; phần mềm hỗ trợ và các công nghệ sử dụng

- Chương 3: Khảo sát, thu thập, phân tích và thiết kế CSDL; xử lý số liệu đữ liệu

anh UAV để xây dựng mô hình 3 chiều; thành lập các bản đồ chuyên đề để xây dựng hệ thống thông tin Di tích Thành cổ Quảng Trị và thiết kế các ứng dụng trên

Trang 15

NỘI DUNG CHƯƠNG 1

TONG QUAN VE HE THONG THONG TIN QUAN LY

1.1 HE THONG THONG TIN QUAN LY

Hé théng là một tập hợp các phan tử tương tác được tổ chức nhằm thực hiện một mục đích xác định Các phan tử ở đây là tập hợp các phương tiện vật chất và nhân lực

Hệ thống con, bản thân nó cũng là một hệ thống nhưng là thành phần của một hệ thống khác Những hệ thống mà chúng ta đang xem xét thực chất đều là các hệ thống con nằm trong một hệ thống khác và đồng thời cũng chứa các hệ thống

con khác thực hiện những nhiệm vụ khác nhau của công việc

Hệ thống thông tin (HT TT) là hệ thống có nhiệm vụ thu thập, xử lý, lưu trữ

và truyền thông tin đến các đối tượng cần sử dụng thông tin

HHTT có thể bao gồm những thông tin cụ thể và đặc biệt về một con người, về các địa điểm khác nhau, về các sự kiện bên trong một tổ chức hoặc trong một

môi trường xung quanh đó

Những hoạt động chủ yếu xảy ra trong một hệ thống thông tin gồm những nhóm chính như sau:

- Thu thập dữ liệu: Là hoạt động thu thập và nhận dữ liệu từ trong một tổ chức

doanh nghiệp hoặc từ môi trường bên ngoài dé xử lý trong một hệ thống thông tin - Xử lý thông tin: Là quá trình chuyển đổi từ những đữ liệu đầu vào thành dạng có ý nghĩa đối với người sir dung

- Cung cấp thông tin: Sự phân phối các thông tin đã được xử lý tới những người hoặc những hoạt động cần sử dụng thông tin đó

- Lưu trữ thông tin: Các thông tin cần được lưu trữ để sử dụng trong tương lai, khi tiến hành phân tích để xây đựng các kế hoạch mới hoặc đưa ra các quyết định có

Trang 16

- Thông tin phản hồi: Là những thông tin xuất, giúp cho bản thân những người điều hành mạng lưới thông tin có thể đánh giá lại và hoàn thiện quá trình thu thập và xử HITT hé tre điền hành ESS HTTT quản A a hỗ trợ ằ ; MIS ra quyết định Nguôn Đích ' Dss Ỷ Ỷ LÍ lý dữ liệu mà họ đang thực hiện

Thu thập -—> Xử lý và lưu trữ » Cung cấp ONE)

Hình 1.1 Các chức năng chinh cua HTTT Hình 1.2 Mối quan hệ giữa các HTTT

Hệ thống thông tin quản lý là một tập hợp các thành phần con người, các

thiết bị, phần cứng, phần mềm, dữ liệu thực hiện việc thu thập, xử lý, lưu trữ và

cung cấp thông tin hỗ trợ việc ra quyết định, điều khiển phân tích các vấn đẻ, và hiển thị các vấn đề phức tạp trong một tổ chức

1.2 CÁC HỆ THÓNG THÔNG TIN QUẢN LÝ THÔNG DỤNG

Hệ thống thông tin xử lý giao dịch (Transaction Processing System — TPS) là hệ thống thông tin giúp thi hành và lưu lại những giao dịch thông thường hàng ngày

cần thiết cho hoạt động sản xuất kinh doanh Ví dụ: nhập đơn đặt hàng, đặt phòng khách sạn, bảng lương, lưu hồ sơ nhân viên, và vận chuyển vật tư Chúng trợ giúp

chủ yếu cho các hoạt động ở mức tác nghiệp Những hệ thống thuộc loại này bao

gồm: hệ thống trả lương, hệ thống lập đơn đặt hàng, làm hóa đơn, theo dõi khách

hàng, theo dõi nhà cung cấp, cập nhật tài khoản ngân hàng, hệ thống tính thuế phải trả của người nộp thuế

Trang 17

Hệ thống thông tin quản lý (Management Information System — MIS) là hệ thống phục vụ các hoạt động quản lý của tổ chức Các hoạt động này nằm ở mức điều khiển tác nghiệp, điều khiển quản lý hoặc lập kế hoạch chiến lược Chúng chủ

yếu dựa vào các cơ sở dữ liệu được tạo ra bởi các hệ xử lý giao dịch cũng như từ

các nguồn đữ liệu ngoài tổ chức Do các hê thống thông tin quản lý phần lớn dựa vào các dữ liệu sản sinh từ các hệ xử lý giao dịch, chất lượng thông tin mà chúng sản sinh ra phụ thuộc nhiều vào quá trình vận hành của hệ xử lý giao dịch Thông

thường hệ thống chỉ quản lý các sự kiện nội bộ MIS chủ yếu phục vụ các chức

năng lập kế hoạch giám sát và ra quyết định ở cấp quản lý

MIS thường phục vụ các nhà quản lý quan tâm tới những kết quả hàng tuân, hàng tháng hay hàng năm — chứ không phải là các hoạt động hàng ngày MIS cung cấp câu trả lời cho các câu hỏi thông thường đã được định trước và có một quy định trước để trả lời chúng Ví đụ, báo cáo MIS lập danh sách tổng khối lượng đường được sử dụng ở quý này bởi một mạng lưới quán cà phê, hoặc so sánh tổng doanh số hàng năm của một số sản phẩm so với mục tiêu để ra Hệ thống phân tích năng lực bán hàng, theo đối chỉ tiêu, theo dõi năng suất, nghiên cứu thông tin về thị trường

Hệ thống thông tin hỗ trợ ra quyét dinh (Decision Support System — DSS) la hệ thống trợ giúp các hoạt động ra quyết định Về nguyên tắc, một hệ thống trợ giúp ra quyết định phải cung cấp thông tin cho phép người ra quyết định xác định rõ tình hình mà một quyết định cần phải ra Thêm vào đó, nó còn phải có khả năng mô hình hóa đề có thể phân lớp và đánh giá các giải pháp Đây là một hệ thống đối thoại có

khả năng tiếp cận một hoặc nhiều cơ sở dữ liệu và sử dụng một hoặc nhiều mô hình

để biểu diễn và đánh giá tình hình

Trang 18

hữu ích cho các lãnh đạo ESS sử dụng phan mềm đỗ họa tiên tiến nhất và có thể

chuyên tải đồng thời các biêu đồ và dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau tới cấp lãnh đạo Không giống các loại hệ thống thông tin khác, ESS không được thiết kế riêng cho các vấn để cụ thể Thay vào đó, ESS cung cấp các công cụ để tổng hợp dữ liệu, theo đối, ước lượng các xu thế tùy theo yêu cầu của người sử dụng Trong khi các DSS có tính phân tích cao, thì ESS ít sử dụng các mô hình phân tích ESS giúp trả lời các câu hỏi như: doanh nghiệp nên phát triển lĩnh vực kinh doanh nào? Các đối thủ cạnh tranh đang làm gì? Cần phải sát nhập đoanh nghiệp với công ty nào khác dé đối phó với những thay đổi trên thị trường? ESS được thiết kế chủ yếu cho cấp lãnh đạo cấp cao nhất Do đó chúng tập hợp các giao diện đồ họa đễ sử dụng

Hệ thống chuyên gia (Expert System — ES) là những hệ thống cơ sở trí tuệ

nhân tạo, có nguồn gốc từ nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo, trong đó có sự biểu diễn

bằng các công cụ tin học những tri thức của một chuyên gia về một lĩnh vực nào đó

Hệ thống chuyên gia được hình thành bởi một cơ sở trí tuệ và một hệ động cơ suy

diễn Có thể xem lĩnh vực hệ thống chuyên gia như mở rộng của những hệ thống đối thoại trợ giúp ra quyết định có tính chuyên gia hoặc như một cơ sở tiếp nối của lĩnh vực hệ thống trợ giúp ra quyết định có tính chất chuyên gia hoặc như một sự tiếp nối của lĩnh vực hệ thống trợ giúp lao động trí tuệ

Hệ thống cung cấp tri thức (Knowledge Working System — KWS) va hé thống tự động hóa văn phòng (Office Automated System — OAS) phuc vu nhu cầu ở cấp chuyên gia của doanh nghiệp KWS hỗ trợ lao động tri thức, còn OAS giúp ích cho lao động dữ liệu (mặc dù chúng cũng được sử dụng rộng rãi bởi lao động trí thức)

Lao động tri thức (Knownledge worker) là những nhân công có trình độ cao và thường thuộc những ngành nghề được thừa nhận như: kỹ sư, bác sỹ, luật sư và

nhà khoa học Công việc của họ bao gồm tạo ra thông tin và kiến thức mới

Trang 19

kết các lao động tri thức, các đơn vị, các bộ phận chức năng Hệ thống này giúp liên hệ với khách hàng, nhà cung cấp và các tổ chức khác ở bên ngồi cơng ty, và phục vụ như một kho xử lý thông tin và kiến thức

Các hệ thống tự động hóa văn phòng giúp quản lý văn bản thông qua chức năng xử lý văn bản, chế bản điện tử, nhận điện văn bản và quản lý tập tin; giúp quản lý thời gian biểu qua chức năng lịch điện tử; và giúp liên lạc thông qua thư điện tử, hay các chức năng truyền giọng nói và hình ảnh qua mạng

ESS là nơi tiếp nhận dữ liệu từ những hệ thống thấp hơn Các loại hệ thống

còn lại cũng có thể trao đổi dữ liệu với nhau (Hình 1.2) Dữ liệu còn có thể được

trao đổi giữa các hệ thống phục vụ những bộ phận chức năng khác nhau

Rõ ràng, sự kết hợp giữa các hệ thống này đem lại lợi ích khá lớn vì thông tin có thê lưu chuyển dễ dàng giữa các bộ phận khác nhau, và cùng một đữ liệu không phải nhập nhiều lần vào các hệ thống khác nhau Tuy nhiên, việc tích hợp hệ thống rất phức tạp, chỉ phí cao và mất thời gian Do vậy, mỗi tổ chức cần phải cân nhắc kỹ giữa nhu cầu tích hợp hệ thống của mình và những khó khăn sẽ nảy sinh khi đáp ứng nhu cầu đó

1.3 CÁC THÀNH PHAN CUA HE THONG THONG TIN QUAN LY

HTTT quản lý gồm có các thành phần chính mà người ta gọi là các tài nguyên của hệ thống, đó là: tài nguyên về phần cứng và hệ thống truyền thông, tài nguyên về phần mềm, tài nguyên về nhân lực và tài nguyên về dữ liệu

Tài nguyên về phần cứng của một HTTTQL là toàn bộ các thiết bị kỹ thuật

phục vụ cho việc thu thập, xử lý, lưu trữ và truyền đạt thông tin Đó là hệ thống máy tính điện tử Máy tính điện tử là thiết bị xử lý thông tin một cách tự động hóa: nhập và lưu trữ dữ liệu đầu vào, chuyển đổi các đữ liệu theo các lệnh và chỉ dẫn

cần thiết, xuất và lưu trữ thông tin đã được xử lý

Hệ thống truyền thông là một tập hợp thiết bị được nối với nhau bằng các kênh cho phép gửi, truyền và nhận thông tin Nó cho phép chia sẻ các tải nguyên như cơ sở dữ liệu, máy in ; làm tăng độ tin cậy của hệ thống và cung cấp các

Trang 20

dịch vụ thông tin phong phú Tài nguyên về phần mềm là tổng thể các phần mềm hệ thống, phần mềm ứng dụng của HTTT quản lý

Phan mềm hệ thống là những chương trình giúp cho người sử dụng quản lý,

điều hành hoạt động của các thiết bị phan cứng Hoạt động như một bộ phận kết nối

giữa máy tính với các chương trình ứng dụng mà người sử dụng muốn thực hiện Phần mềm ứng dụng là các chương trình điều khiển máy tính thực hiện

những nhiệm vụ cụ thể về xử lý thông tin Có bao nhiêu nhiệm vụ thì sẽ có bấy

nhiêu chương trình ứng dụng

Tài nguyên về nhân lực là chủ thể điều hành và sử dụng HTTTQL Đây là

thành phần quan trọng của HTTTQL do chính họ là người thiết kế, cài đặt, bảo trì

và sử dụng hệ thống Nếu tài nguyên về nhân lực không được đảm bảo thì hệ thống có được thiết kế tốt đến đâu thì cũng sẽ không mang lại hiệu quả thiết thực trong sản xuất và kinh doanh

Tài nguyên về dữ liệu gồm các cơ sở đữ liệu, là tổng thể các dữ liệu đã

được thu thập, lựa chọn và tổ chức một cách khoa học theo một mô hình có cấu trúc xác định, tạo điều kiện cho người sử dụng có thể truy cập một cách dễ dàng

và nhanh chóng CSDL lưu trữ tất cả các dữ liệu liên quan trong một kho dữ liệu duy nhất

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KÉ THÔNG TIN

Phương pháp thiết kế hệ thống cỗ điển (thiết kế phi cẫu trúc)

Gồm các pha (phase): Khao sát, thiết kế, viết lệnh, kiêm thử đơn lẻ, kiểm thử

trong hệ con, kiểm thử trong toàn hệ thống Việc hoàn thiện hệ thống được thực

hiện theo hướng “bottom-up” (từ dưới lên) và theo nguyên tắc tiến hành tuần tự từ pha này tới pha khác Nhược điểm: Gỡ rối, sửa chữa rất khó khăn và phức tạp Vì thực hiện theo nguyên tắc tuần tự các pha nên sau khi đã kết thúc một pha, người ta có thê không cần phải bận tâm đến nó nữa Nếu ở pha trước còn lỗi thì các pha sau

sẽ phải tiếp tục chịu ảnh hưởng của lỗi đó Mặt khác hầu hết các dự án thường phải

Trang 21

tuân thủ theo một kế hoạch chung đã ấn định từ trước Kết quả sẽ khó mà được như

ý với một thời gian quy định

Phương pháp phân tích thiết kế hệ thống bán cấu trúc

Một loạt các bước “bottom-up” nhu viết lệnh và kiểm thử được thay thế bằng giai đoạn hoàn thiện “top-down” Nghĩa là các modun mức cao được viết lệnh và

kiêm thử trước rồi đến các modun chỉ tiết ở mức thấp hơn Pha thiết kế cô điển được thay bằng thiết kế có cấu trúc Nhược điểm: Người thiết kế nói chung liên lạc rất ít với phân tích viên hệ thống và cả hai chẳng có liên hệ nào với người sử dụng Quá trình phân tích và thiết kế gần như là tách ra thành hai pha độc lập

Phương pháp phân tích thiết kế hệ thống có cấu trúc

Phương pháp này bao gồm 9 hoạt động: Khảo sát, phân tích, thiết kế, bổ

sung, tạo sinh, kiểm thử xác nhận, bảo đảm chất lượng, mô tả thủ tục, biến đổi cơ sở dữ liệu, cài đặt Các hoạt động có thể thực hiện song song Chính khía cạnh không

tuần tự này mà thuật ngữ “pha” được thay thế bởi thuật ngữ “hoạt động” (“pha” chỉ

một khoảng thời gian trong một dự án trong đó chỉ có một hoạt động được tiến

hành) Mỗi hoạt động có thê cung cấp những sửa đổi phù hợp cho một hoặc nhiều

hoạt động trước đó

TIỂU KÉT CHƯƠNG 1

Chương l1 giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin quản lý, các thành phần của hệ thống, các hệ thống thông tin thông dụng và các kỹ thuật về thiết kế hệ thống Hệ thống thông tin địa lý GIS được định nghĩa như là một hệ thống thông tin Trong đó dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, CSDL đầu ra có gì khác so với một hệ thống thông tin thông thường sẽ được trình bày trong Chương 2

Trang 22

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA CÔNG NGHỆ GIS VÀ 3D

2.1 TONG QUAN VE GIS

2.1.1 Dinh nghia GIS

C6 nhiéu dinh nghia vé GIS (Geographic Information System — Hé théng Thông tin Địa lý), tuy nhiên một cách định nghĩa GIS như là một hệ thông thông tin đặc biệt có ý nghĩa đối với việc xây đựng và sử dụng CSDL

Tiêu biểu là hai định nghĩa sau:

- GIS là “A/ộôt hệ thống thông tin được thiết kế đề làm việc với các dữ liệu không gian (dữ liệu đã được quy chiếu với một hệ thống tọa độ) Nói cách khác, một ŒIS gồm cả hai hệ thống, một là CSDL với những khả năng đặc biệt sử đụng đề lưu trữ

dữ liệu không gian và hai là tập hop các phép toán đề xử lý các dữ liệu đỏ” [18] Đầu Đầu vào ra CN Dữ liệu = ` từ bản Hệ thông Thông tin Địa lý Báo cáo đồ (GIS) ——7 Xử lý Lưu Tính Trình CN Dữ liệu dữ liêu trữ, tìm toán và bày và | điều tra đầu kiếm và phân tạo ra Bản đỗ vào quản lý tích đữ sản dữ liệu liệu phẩm YY Sv Dữ liệu 3 khảo sát Anh thực địa i ủ | _— ) Sử dung 3 Š

Dữ hận Những Hệ giao diện ĐÁ LG Biển

oe thống Thông (biên tập, ae bang

tham tin Dia ly aa es hỏi đáp, Bea thong ké a eR 7

khác trả lời, ) ve TT

ng thụ hình bên §

Dữ liệu Đầu vào

từ cơ sở À cho mô

Khác hình

` Sở \ /

Hình 2.1 Trình bày một mô hình khái niệm chung về GIS

- Hay GIS là “Một hệ thống thông tin chuyên đùng mà CSDL của nó được thiết

Trang 23

phân bố trong không gian, được mô tả bằng các điểm, đường và vùng GIS xử lý dit liệu về các điểm, đường và vùng nhằm hỏi đáp và phân tích những vấn dé chưa được biết [L7]

GIS là một nhánh của công nghệ thong tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ XX và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây GIS là một hệ thống máy tính và các thiết bị ngoại vi đùng để nhập, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân

tích và hiển thị hoặc xuất dữ liệu Cơ sở dữ liệu của GI§ chứa dữ liệu của đối

tượng, các hoạt động, các sự kiện phân bố theo không gian và thời gian GIS la

một công cụ rất quan trọng cho việc ra các quyết định trong việc phát triển bền vững bởi vì GIS có thể cung cấp đầy đủ thông tin nhằm phân tích và đánh giá của

cơ sở dữ liệu đâu ra

Ngày nay, ở nhiều quốc gia trên thế giới, GIS đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế-xã hội, an ninh, quốc phòng, đối phó với thảm hoạ thiên tai v.v

GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh

nghiệp, các cá nhân v.v đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể

tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền bản đồ số nhất quán trên cơ sở

toạ độ của các dữ liệu ban dé dau vao

Tóm lại, Hệ thống thông tin địa lý được định nghĩa như là một hệ thống thông tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặt địa lí không gian, nhằm trợ giúp việc thu nhận, lưu trữ, quản lí,

xử lí, phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn để tổng hợp thông tin cho các mục đích của con người đặt ra, như là: hỗ trợ việc ra quyết định cho vấn đề quy hoạch, quản lý, sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông, dễ đàng trong việc quy hoạch phát triển đô thị và

những việc lưu trữ dữ liệu hành chính

Trang 24

2.1.2 Thành phần của GIS

Các thành phần cấu trúc cơ bản của GIS bao gồm một tập hợp có tô chức của phần cứng máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lý và các thủ tục của người sử dụng nhằm trợ giúp việc thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiên thị các thông tin không gian từ thế giới thực để có chính sách và quản lý các vấn để tổng hợp thông tin cho các mục đích của con người đặt ra

a) Phần cứng (hardwware): Phần cứng là phần trong thấy của hệ thống, đó có thể là hệ thống dựa trên máy vi tính độc lập hay một siêu máy tính Ngoài ra

còn có các đầu vào như bàn số hóa, máy quét, thiết bị lưu trữ, hiển thị Các bộ

xử lý của phần cứng yêu cầu phải có bộ xử lý đủ mạnh để chạy phần mềm va

dung lượng đủ lớn để lưu trữ dữ liệu

b) Phần mềm (Software): Phần mềm cung cấp cho GIS hiện nay rất đa dạng và phổ biến, mỗi phần mềm đều có thế mạnh riêng của mình Một số phần mềm

phô biến hiện nay la: MapInfo, ArcView, ArcGIS, Microstation, ENVI, IDRSI,

ILWIS, Càng ngày thì các phần mềm càng hỗ trợ thêm nhiều chức năng và có giao điện gần gũi hơn với người sử dụng = Dữ liệu vào Phần cứng ầ ề Dữ liệu 1 s = Cỡ sở đữ liệu Địa lý ie

Con người Chính sách và quản HF

Hình 2.2 Các thành phần edu tric co ban cia Gig Hin 2.3 Các thành phân chính của

phần mềm GIS

Phần mềm phải có tối thiểu 4 nhóm chức năng sau:

- Nhập thông tin không gian và thông tin thuộc tính từ nhiều nguồn khác nhau;

- Lưu trữ, điều chỉnh cập nhật và tổ chức các thông tin thuộc tính;

- Phân tích và biến đổi thông tin trong CSDL nhằm giải quyết tối ưu các bài toán;

Trang 25

- Hiền thị và trình bày thông tin dưới các dạng khác nhau;

c) Cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian Các loại bản đỗ như địa hình, hiện trạng sử dụng đất thuộc dạng dữ liệu không gian Dữ liệu thuộc tính là các dữ liệu diéu tra, thu thập từ quan trắc

hay được cung cấp được thể hiện dưới dạng bảng Các thông tin dù là thuộc tính hay không gian đều phải cung cấp được các yếu tổ mà hệ thống yêu cầu như hệ tọa

độ địa lý, quy mô, thuộc tính các mối quan hệ giữa các đối tượng

Cơ sở dữ liệu chứa thông tin không gian và các thông tin thuộc tính, được tổ chức theo một ý đồ chuyên ngành nhất định

d) Con người (các kiến thức chuyên gia về chuyên ngành): Con người được coi là thành phần quan trọng nhất trong các thành phần Hệ thống sẽ không phát huy được tác đụng nếu không có sự tác động của những chuyên gia thực hiện các công việc như quản lý cơ sở dữ liệu, số hóa, kết xuất Những người này cần phải

có khả năng nhận định về tính chính xác, phạm vi suy diễn thông tin và có một kiến

thức nền vững chắc

Trong các thành phân cấu trúc cơ bản của GIS, thành phần quan trọng là người

sử dụng (các chuyên gia): nhân tố thực hiện các thao tác điều hành sự hoạt động của

hệ thống GIS Các thông tin từ thế giới thực được đưa vào GIS quản lý và được xử lý theo mục đích của người sử đụng Dựa trên kết quả phân tích đữ liệu thông qua công

cụ GIS người sử dụng tác động trở lại thế giới thực nhằm đạt được mục đích đã đề ra

Kết quả thông tin mới xuất hiện và cần đưa vào quản lý trong GIS

Trong GIS các bản đỗ số và thông tin thuộc tính lưu trữ ta có thé dé dang tao

ra các loại bản đồ khác nhau và các báo cáo để cung cấp một sự nhìn nhận có hệ

thống và tổng thể, nhằm thu nhận và quản lý thông tin vị trí có hiệu quả, cho phép

các nhà lãnh đạo thực hiện tốt hơn công việc lập kế hoạch và trợ giúp ra quyết định

e) Các chính sách quản lý: Chính sách và quản lý là một phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS Hệ thống GIS cần được điều hành bởi

Trang 26

một bộ phận quản lý, bộ phận này phải được bổ nhiệm để tổ chức hoạt động hệ

thống GIS một cách có hiệu quả đề phục vụ người sử dụng thông tin

Như vậy, trong 5 thành phần của GIS, hợp phần chính sách và quản lý đóng vai trò rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, đây là yếu tổ quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS

Trong phối hợp và vận hành các hợp phần của hệ thống GIS nhằm đưa vào hoạt động có hiệu quả kỹ thuật GIS, hai yếu tố huấn luyện và chính sách — quan ly là cơ sở của thành công Việc huấn luyện các phương pháp sử dụng hệ thống GIS sẽ cho phép kết hợp các thành phần: (1) Thiết bị (2) Phần mềm (3) Chuyên gia và (4) Số liệu với nhau để đưa vào vận hành Tuy nhiên, yếu tô chính sách và quản lý sẽ có tác động đến toàn bộ các hợp phần nói trên, đồng thời quyết định đến

sự thành công của hoạt động GIS

2.1.3 Mô hình dữ liệu

Nội dung của cơ sở dữ liệu GIS bao gồm hai phần chính: Cơ sở đữ liệu

không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính Mỗi một loại dữ liệu có những đặc điểm

riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu trữ, xử lý và hiển thị a) Dữ liệu không gian

Dữ liệu không gian (trả lời cho câu hỏi về vị trí — ở đâu?) được thể hiện trên

bản đỗ và hệ thống thông tin địa lí dưới đạng điểm (poin®), đường (line) hoặc vùng (polygon) Dữ liệu không gian là đữ liệu về đối tượng mà vị trí của nó được xác

định trên bề mặt Trái Đất Hệ thống thông tin địa lý làm việc với hai dạng mô hình dữ liệu địa lý khác nhau - mô hình Vector và mô hình Raster

Cấu trúc dữ liệu raster: Cấu trúc đơn giản của dữ liệu raster bao gồm một

mảng các ô lưới, nó chia vùng không gian thành lưới, đơn vị không gian là ô, ô

phản ánh một vùng diện tích bề mặt Trong cấu trúc raster, một điểm được biểu thị bởi một ô độc lập; một đường được biểu thị bởi một chuỗi các ô lân cận theo một hướng xác định và một vùng là một khối liên kết các ô lân cận

Trang 27

Cấu trúc đữ liệu vector:

Đối tượng điểm: được xác định bởi các cặp tọa độ độc lập (X,Y) Bên cạnh các cặp toa dé (X,Y) con phải có các dữ liệu khác, bao gồm các thông tin về ký hiệu

đỏ, kích thước hiển thị và hướng của ký hiệu Đối tượng điểm thể hiện vị trí cụ thé

của các đối tượng địa lý

Đối tượng đường: đường là một chuỗi các cặp tọa độ X,Y liên tục, thêm vào đó là một record diễn tả cho ký hiệu được dùng Các đối tượng đường thể hiện các

đối tượng không khép kính hình học Chúng có thể là đường thẳng, các đường gấp khúc, các cung

Đối tượng vùng: vùng là khoảng không gian được giới hạn bởi một tập hợp

các cap toa dé X,Y trong đó điểm đầu và điểm cuối trùng nhau Một vùng có thể miêu tả được các thuộc tính: hình dáng, chu vi, diện tích

MƠ HÌNH DỮ LIỆU RASTER VÀ VECTOR

X-AS =“ ©- Thể hiệu bằng mổ hình Vector

Hình 2.4 Mô hình dữ liệu raster và vector Hình 2.5 Chồng lớp các mô hình vector va raster

Các đặc trưng khác của cấu trúc dữ liệu vector:

Lớp đối tượng (Layer): Thành phần dữ liệu không gian của hệ thống thông tin địa lý hay còn gọi là cơ sở dữ liệu bản đổ được quản lý ở dạng các lớp đối tượng Lớp đối tượng là một tập hợp các hình ảnh thuần nhất dùng để phục vụ một ứng dụng cụ thể và xác định vị trí của nó với các lớp khác trong cơ sở dữ liệu thông qua

một hệ tọa độ chung

Trang 28

Cách thể hiện các đối tượng bản đồ trong máy tính: Các đối tượng địa lý trên mặt đất thông thường được quản lý nằm trong hệ toạ độ không gian, khi thể hiện trên bản đồ chúng được chuyển về mặt phẳng

b) Dữ liệu thuộc tính (phi không gian)

Dữ liệu phi không gian hay còn gọi là dữ liệu thuộc tính (Non - Spatial Data

hay Attribute) là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định (trả lời cho câu hỏi nó là cái gì?) là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định Một trong các

chức năng đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng của nó trong việc liên kết và xử

lý đồng thời giữa đữ liệu bản đồ và đữ liệu thuộc tính Thông thường hệ thống

thông tin địa lý có 4 loại số liệu thuộc tính:

- Đặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thê thực hién SQL (Structure Query Language) và phân tích

- Số liệu hiện tượng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động thuộc vị trí xác định

- Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị liên quan đến các đối

tượng địa lý

- Quan hệ giữa các đối tượng trong không gian, có thê đơn giản hoặc phức tạp (sự liên kết, khoảng tương thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tượng)

- Đề mô tả một cách đầy đủ các đối tượng địa lý, trong bản đồ số chỉ đùng thêm các

loại đối tượng khác: điểm điều khiến, toạ độ giới hạn và các thông tin mang tính

chất mô tả (annotation)

e) Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tinh

Một trong các chức năng đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng của nó

trong việc liên kết và xử lý đồng thời giữa dữ liệu bản đồ với dữ liệu thuộc tính Thể

hiện phương pháp chung để liên kết hai loại đữ liệu đó thông qua bộ xác định, lưu trữ đồng thời trong các thành phần không gian và phi không gian Sự liên kết giữa hai loại thông tin trong GIS có thể thể hiện theo Hình 2.6

Trang 29

7 7 7 Attributes

Thông tin bản đồ Thông tin thuộc tính Hình 2.6 Môi liên hệ giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian

Có ba đặc điểm cần lưu ý khi thực hiện liên kết đữ liệu:

- Quan hệ một - một: mỗi hình ảnh bản đỗ được gắn với một bản ghi thuộc tính của

đối tượng

- Sự liên kết giữa các hình ảnh bản đỗ và các bản ghi thuộc tính của đối tượng được thực hiện thông qua bộ xác định (Identifier) chung cho cả hai loại dữ liệu

- Bộ xác định chung được lưu trữ vật lý ở cả hai nơi (trong file dữ liệu bản dé va file dữ liệu thuộc tính)

2.1.4 Chức năng GIS

Một hệ thống GIS phải đảm bảo được 6 chức năng cơ bản sau:

- Capture: Dữ liệu có thể thu thập từ rất nhiều nguồn, có thể là ban dé giấy, ảnh

chụp, bản đồ số

- Store: Dữ liệu có thể được lưu trữ dưới dang vector hay raster

- Query: Người dùng có thể truy vấn thông tin đồ hoạ hiển thị trên bản dé

- Analyze: Phân tích là chức năng hỗ trợ việc ra quyết định của người dùng Xác định những tỉnh huống có thé xay ra khi bản đồ có sự thay đôi

- Display: Hiển thi ban dé

- Output: Hỗ trợ việc kết xuất dữ liệu bản đổ dưới nhiều định dang: gidy in, website, anh, file

Trang 30

2.2 TÔNG QUAN VÈ 3D 2.2.1 Lịch sử hình thành

Ngày nay với sự phát triển của công nghệ đối với việc xây dựng và thành lập bản đồ rất đa dạng Tuy nhiên đối với đữ liệu không gian việc thể hiện các đối tượng để phục vụ cho nhu cầu của người sử dụng chỉ dừng lại ở việc xây đựng

trên nền 2D

Đồ họa 3D được áp dụng từ lâu trên các lĩnh vực kiến trúc, cơ khí, và mô tả

phân tử sinh học, và ngày nay địa lý cũng là lĩnh vực cần thể hiện 3D Một trong những ứng dụng là công cụ hỗ trợ các quy hoạch và kiến trúc cho thành phố, cũng như các vấn để về giao thông Những hỗ trợ đắc lực từ mô hình 3D sẽ nhiều hơn chức năng hiển thị 3D thuần túy Tuy nhiên, việc chuyển đữ liệu sang mô

hình 3D đang là một thách thức lớn Một bài toán rất cơ bản và điển hình là nhận

dạng một đối tượng ở các góc nhìn khác nhau, như nhìn từ trên, nhìn ngang, nhin xuyên qua một vật thể 3D khác Như vậy, đối với một mô hình 3D thì việc xây

dựng bản đồ nói chung và thể hiện đối tượng nói riêng có rất nhiều ưu điểm Một mô hình về 3D giúp cho người dùng một cái nhìn tổng quan, cung cấp cho người

dùng tính chủ động hơn trong việc lựa chọn vị trí quan sát trên bản đỗ Từ đó phục

vụ cho công tác đưa ra các định hướng về sau

Một số nước trên thế giới hiện nay đã áp dụng công nghệ mới trong việc

thành lập bản đổ Trong đó đang hướng đến hai loại bản đồ tiên tiến là bản đồ 3D

va ban dé động Mô hình địa hình 3D với các nhóm nội dung, độ chị tiết khác nhau phục vụ cho các mục đích du lịch, quy hoạch, và dự báo trong tương lai cũng đã

trở thành thương phẩm thường gặp tại nhiều nước phát triển

Mục đích cuối cùng của bản đồ là mơ hình hố thế giới thực Trong tài ligu Nature of Maps cia Robinson & Petchenik (1976) [24] ban dé duoc dinh nghia

có sử dụng một thuật ngữ la "milieu" Thuật ngữ "milieu" thú vị bởi hàm ý bản dé

không riêng là tờ giấy phẳng và tĩnh yên như một tờ bản đồ giấy Thật vậy, đã có nhiều cố gắng thể hiện bằng bản đồ những đối tượng có số chiều nhiều hơn hai

Trang 31

chiều Một trong những cố gắng đem lại một mô hình gần với thực tế là việc thiết

lập bản đỗ ba chiều Hữu ích và thực tiến, bản đồ 3D luôn có sức hấp dẫn trong mọi

ngành liên quan đến, nhất là trong lĩnh wie GIS

Năm 1989, Van Driel [24] nhận ra rằng lợi thế của 3D được thể hiện trong hiển thị thông tin Theo ước tính, 50% neuron của bộ não liên quan đến thị giác Hơn nữa, người ta tin rằng hiển thị 3D cần nhiều neurons và quá trình nhận biết, xử

lý sẽ nhanh chóng và trực quan hơn Ví dụ với bản đồ các đường đồng mức độ cao

2D, bộ não phải trước tiên xây dựng mô hình khái niệm trước khi phân tích dữ liệu địa điểm nào cao hơn Đối với mô hình 3D, việc xây dựng hiển thị mô hình độ cao

giúp người xem đễ dàng nhận và hiểu sự thay đổi 2.2.2 Công nghệ

a) Quy trình xây dựng (sơ lược)

Bước 1: Dia diém/khu vực được lựa chọn dựa trên nhiều yếu tổ, tập trung

vào mức độ cấp thiết trong việc bảo TU

tồn, khôi phục tầm ảnh hưởng của di

2 ` x : 3- XU LY VÀ XÂY

sản đôi với nhân loại DỰNG Mỗ HÌNH Bước 2: Quá trình thu thập số liệu thực địa bắt đầu bằng các phương eae phap khac nhau nhu do dac theo phương pháp truyền thống, chụp ảnh _ Hình 2.7 Các bước xây dựng mô hình 3D [25]

độ phân giải cao, thu thập tài liệu là

các bài viết hay bản vẽ lưu trữ, và quét laser 3D toàn bộ địa điểm/khu vực

Bước 3: Toàn bộ số liệu thu thập được từ thực địa là nguồn tư liệu quan trong gitp

tạo ra các sản phẩm chuyển giao bao gồm các bức ảnh chụp độ phân giải cao, các

bản vẽ CAD 2D, các tắm ảnh toàn cảnh 360” các đoạn phim dựng trên mô hình và

quan trọng nhất là các đám mây điểm 3 chiều có độ chínhh xác rất cao đề tạo các

mô hình 3D dẫn xuất

Trang 32

Bước 4: Khi các tập tin đã được tạo ra, tất cả sẽ được lưu trữ an toàn trên hệ thống,

tồn bộ thơng tin sau khi kiểm tra và chấp thuận sẽ được công bố rộng rãi cho cộng đồng cũng như các đơn vị có liên quan

b) Một số phan mém hé tro

i) Bentley Map: Git vi tri hang dau trong việc cung cấp các giải pháp phần mềm toàn điện cho các kiến trúc sư, kỹ sư, chuyên gia không gian địa lý, các nhà xây dựng và chủ sở hữu để duy trì cơ sở hạ tầng Phần mềm Bentley giúp những người sử dụng nó sử dụng các mô hình thông tin thông qua các dự án tích hợp cơ sở hạ tầng thông minh, hiệu suất cao, bao gồm các thành phố thông minh ngày nay và trong tương lai

ii) MapSife GIS: Mục tiêu tông quát của MapSite GIS là tạo ra một môi

trường làm việc hiện đại, khai thác và quản lý tích hợp thông tin GIS phục vụ nhu cầu toàn xã hội Là phan mềm mở xây dựng, cập nhật, khai thác và bảo trì CSDL

GI§ quy hoạch; cho phép xây đựng mô hình bản đồ quy hoạch trong không gian 3D, thành lập bản đồ chuyên đề 3D rất hiệu quả

iv) CityEngine: Phan mềm độc lập cung cấp cho người dùng chuyên nghiệp trong làng giải trí, kiến trúc, quy hoạch đô thị, GIS và sản xuất nội dung 3D chung với một thiết kế ý tưởng độc đáo và giải pháp xây dựng mô hình để tạo ra hiệu quả của thành phố và các tòa nhà 3D

v) ArcScene: La mot céng cu trong ArcGIS hé tro trong việc xây dựng các mô hình 3D từ nền 2D, xây đựng các bản đồ DEM va truy xuất, lập trình các công

cụ trên nên 3D

vi) Google SketchUp: La phan mềm đồ họa 3D do hãng (@Last Software phát triển, chuyên ứng dụng vào thiết kế sơ phác, xây dựng mô hình trong các lĩnh

vực kiến trúc, nội thất, cảnh quan, xây dựng, thiết kế cảnh quay trong điện ảnh, thiết

kế sân khấu [23] Đặc điểm nổi bật của SketchUp la:

- Đơn giản nhưng hiệu quả, SketchUp là phần mềm 3D dễ học, tốn ít công học

Trang 33

vẽ tay Thao tác cơ bản trong SketchUp là đường mặt với chuỗi thao tác vẽ, chia,

nối, di chuyền, xoay, thu phóng, nâng khối, cắt khối, trượt dẫn, tô màu, áp vật liệu, vẽ địa hình, cảnh quan, giả lập bóng đổ, xuất ảnh, làm slide show các hoạt

động này đều trực quan trong môi trường 3D Mọi tính năng chỉ được xây dựng vừa đủ dùng nhưng khả năng thê hiện ý tưởng sơ phác khá hiệu quả

- Nhanh nhưng chính xác, do đơn giản nên người dùng SketchUp có thê vẽ rất nhanh, nhưng không có nghĩa kém chính xác SketchUp có khả năng dò điểm nội suy, nhập liệu tới chính xác 6 số lẻ phần thập phân, giả lập bóng đồ theo thời gian

thực, tạo mặt cắt tương tác

Hình 2.8 Giao điện của phần mềm Hình 2.9 Trường Bồ Đề thiết kế bằng

Google SketchUp phan mém Google SketchUp

vii) Altizure: Altizure.com la mét nén tảng điện toán đám mây 3D tai tao tầm

nhìn máy tính cho người dùng cá nhân và doanh nghiệp kinh doanh Năm 2017 là một năm quan trọng đối với Altizure Các phi công bay không người lái chuyên nghiệp và người chơi nghiệp dư đang tham gia cộng đồng Altizure với hàng trăm ngàn người đùng ở 194 quốc gia và khu vực trên toàn cầu [22]

Vào tháng 3 năm 2017, Altizure đã triển khai Altizure 3D Earth đầu tiên của

mình Mô hình sẽ tự động xuất hiện trên Altizure Earth khi nó được hoàn thành Nếu mô hình được căn chỉnh GPS, no sẽ được hiển thị tại vị trí GPS ma nó mang

theo Điều tuyệt vời hơn là bằng cách làm như vậy, mọi người đang thực sự xây dựng một trái đất 3D, ngay cả khi không nhận ra rằng họ đang làm phép lạ và đóng góp cho dự án lớn này Mọi người cũng có thể đạt được một viễn cảnh mới bằng cách khám phá các điểm xa của thế giới trực tiếp trong trình đuyệt của mình Chỉ

Trang 34

với một ngón tay của bạn, bạn có thể bắt đầu khám phá thế giới trên điện thoại di động hoặc trong 1Pad của bạn

Một số ứng dụng công nghiệp nồi bật được cung cấp bởi các đối tác kinh doanh của Altizure: Bản đồ phong cảnh - Kiến trúc cơ bản và Thu thập dữ liệu; Giám sát công trường xây dựng: Quy hoạch và phát triển đô thị

2.2.3 Các công cụ khác

a) Kỹ thuật Laser ba chiéu (3D Laser Scanning)

Lịch sử của kỹ thuật LIDAR đưa chúng ta quay trở lại những năm đầu của thập kỷ 60 [26] Năm 1969, thiết bị đo khoảng cách bằng kỹ thuật laser (laser rangefinder) và tâm mục tiêu định điểm đo đầu tiên đã được gắn trên tàu không gian Apollo-l1 và giải pháp này được sử dụng để xác định khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trăng Các hệ thống xác định khoảng cách bằng kỹ thuật laser đã được sử dụng trong khá nhiều lĩnh vực kỹ thuật công nghiệp hàng thập kỷ trước, thiết bị laser

được cấp bằng sáng chế xuất hiện chính thức vào những năm cuối của thập kỷ 80 Các máy quét laser 3 chiều có khả năng thu nhận hình đạng bể mặt các đối

tượng có kích thước lớn trên thực tiễn một cách chi tiết, chính xác trên diện rộng

như những tòa nhà, các công trình xây dựng hay các nhà máy lớn được đưa vào thương mại lần đầu tiên vào năm 1998

Kỹ thuật quét laser ba chiều được áp dụng lần đầu tiên trong lĩnh vực thiết kế kiến trúc và thi công xây dựng AEC (Architecture, Engineering and Construction) vào những năm đầu của thập kỷ 90 Lần đầu tiên các hệ thống máy quét laser tích hợp thương mại được sử dụng trong lĩnh vực xây dựng và cũng từ thời điểm này, kỹ thuật quét laser ba chiều đã có những bước phát triển mạnh mẽ

Trang 35

Giá thành Thời gian quét | Chất lượng | is tei 1960 1970 1980 1990 2000 2010 se Ss ee Ss Ss , 8 Sy ge St oe &y + os gói) CUNG Ses yQ về Về se

Hình 2.10 Lịch sử phát triển của kỹ Hình 2.11 UAV, RS va GIS trong nghiên cứu

thuật quét laser ba chiều và mối quan hệ khoa học của địa lý hiện đại

giữa các yếu tố kinh tế

Trong khoảng thời gian chưa đây 2 thập kỷ, chúng ta đã thấy sự hiện điện của kỹ thuật quét laser 3 chiều mặt đất đang ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực và ở

nhiễu nơi trên thế giới, ứng dụng và kỹ thuật khảo sát thực địa độ chính xác rat cao này đã thực sự trở thành kỹ thuật chính của rất nhiều đơn vị, cơ quan, tổ chức

Tốc độ ghi nhận số liệu mỗi giây và chất lượng số liệu của các máy quét thương mại được cải thiện một cách nhanh chóng theo thời gian, đồng thời những

kỹ thuật hỗ trợ như tốc độ xử lý, dung lượng bộ nhớ, phan mém diéu khién cũng

được nâng cấp liên tục để tạo ra các hệ thống máy quét laser ba chiều thế hệ mới

nhanh hơn, mạnh hơn, gọn nhẹ hơn rất nhiều so với các thế hệ trước Những thay

đổi này tạo ra ảnh hưởng trực tiếp tới các kỹ thuật xử lý sau nhằm tối ưu hoá những khối số liệu ba chiều không lỗ do máy quét cung cấp

b) UAV (Unmanned Aerial Vehicle)

Chúng ta có thê sử dụng UAV trong tất cả các lĩnh vực của đời sống từ đơn giản là giải trí đến các ứng dụng phức tạp như theo dõi giám sát từ xa, cập nhật số

liệu định kỳ, phân tích biến động, hỗ trợ thu nhận hình ảnh xay dung phim, UAV co

thê bay đến những khu vực mà con người không thê tiếp cận trực tiếp đề ghi nhận hình ảnh, đây là công cụ quan trọng đề có được những hình ảnh hay đoạn phim đặc

Trang 36

biệt, chất lượng cao phục vụ lĩnh vực nghệ thuật Định kỳ theo dõi các đối tượng

xâm nhập trái phép vào các khu vực cấm

Những năm gần đây, cụm từ “Thiết bị bay không người lái” đã dần trở nên quen thuộc trên các phương tiện thông tin đại chúng (năm 2014 khi Việt Nam chế tạo thành công các chiếc UAV phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học và quân

sự) Tuy nhiên, khái niệm này vẫn còn khá mới mẻ với người dân Việt Nam khi mà

mức độ tiếp cận với công nghệ chế tạo và ứng dụng thiết bị này vẫn còn khiêm tốn Trên thế giới, những chiếc UAV đầu tiên xuất hiện từ đầu thế kỷ XX và gắn

liền với lịch sử những cuộc chiến tranh như: hai cuộc thế chiến; hai cuộc chiến tranh vùng vịnh; chiến tranh Triểu Tiên; chiến tranh Việt Nam ở đó vũ khí công

nghệ cao được thử nghiệm rộng rãi Ngày nay, việc phát triển kỹ thuật chế tạo thiết bị bay không người lái là mối quan tâm của nhiều quốc gia vì mục đích an ninh-

quốc phòng, dân sự và phát triển khoa học công nghệ

2.3 ỨNG DỤNG CỦA GIS

Trong nước: Vì GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian, nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường

tự nhiên như là: quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điểu hành hệ thống công ích, lộ trình, nhân khẩu, bản đỗ, giảm sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật Trong phần lớn các lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ

quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động GIS ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực: Môi trường, Khí tượng thuỷ văn, Nông nghiệp, Y tế, Chính quyền địa phương, Bán lẻ và phân phối, Giao thông và nhiều lĩnh vực khác

Ngồi nước:

Nơng nghiệp: Phân vùng quy hoạch, giám sát mùa vụ, tưới tiêu, bố trí công trình thuỷ lợi

Trang 37

Hình 2.12 Hình ảnh UAV chụp trên các cánh đồng

Bắt đầu vào cuối những năm 1990, các loại máy bay không người lái cũng đang được sử đụng để phun thuốc nông nghiệp Máy bay không người lái có thé giúp theo dõi việc sử đụng nước, chất lượng gieo trồng, theo dõi nhiệt độ cây trồng và phân tích chất lượng đất

Thủy sản: Quy hoạch vùng nuôi trồng thuỷ sản, đánh giá tác động môi trường, phân bố nguôn lợi thuỷ sản

Hình 2.13 Hình ảnh UAV chụp trên các vùng nuôi trồng thủy sản

Việc sử dụng máy bay không người lái mở ra những cơ hội mới đến việc kiểm tra các cơ sở nuôi trồng thủy sản và các hoạt động hàng hải [20]

Quy hoạch và xây dựng: Quy hoạch định hướng phát triển đô thị, theo dõi

Trang 38

Giao thông: Theo dõi xây dựng công trình giao thông, giám sát tình trạng giao thông, quy hoạch công trình giao thông, điều tiết phân luồng

Hình 2.15 Tư liệu giao thông sử dụng quản lý

Lâm Nghiệp: Điều tra hiện trạng quy hoạch phát triển rừng, phân chia đất rừng, giám sát biến động, tính toán thống kê trữ lượng

Hình 2.16 UAV hỗ trợ công nghệ 3D trong quản lý rừng

Các đối tượng biến động: Khảo sát định kỳ, so sánh tính toán biến động đường bờ nước, biên động đường biên rừng ngập mặn, xói mòn ven biên, cửa sông

Hình 2.17 Quản lý tai biến xói mòn ven biển, cửa sông,

Công ty Đo đạc và Bản để SAM đã triển khai nhiệm vụ đo đạc LiDAR di động trên mặt đất đề ghi nhận hiện trạng của toàn bộ quận Sixthe Street tại thành

Trang 39

phé Austin, bang Texas, Hoa Kỳ phục vụ cho dự án quy hoạch phát triển đô thị của chính quyển địa phương Với kỹ thuật quét LIDAR di động, thời gian thu thập số

liệu trên thực địa giảm đi một cách đáng kể, chất lượng số liệu đồng nhất hơn, độ

chính xác cao hơn so với các phương pháp khảo sát truyền thống và đặc biệt tập hợp số liệu khảo sát cho phép các nhà thiết kế và quản lý đô thị thực hiện tất cả các phép phân tích cũng như dựng mô hình ngay trên nên tảng 3 chiều hoàn chỉnh, việc hiển thị thông tin phục vụ cho thuyết trình các phương án để xuất cũng ấn tượng hơn rất nhiều so với các phương pháp được áp dụng trước đây

Thiên tai trượt lở đất: Xác định các khu vực có nguy cơ trượt lở, đánh giá thảm hoa sau thiên tai, lên phương án và lựa chọn kế hoạch khắc phục tối ưu

Hình 2.18 LIDAR hỗ trợ công nghệ 3D trong quản lý thảm họa thiên tai

Nhà máy khu công nghiệp: Quy hoạch phân vùng phát triển công nghiệp, thống kê hiện trạng nhà máy và các khu chế xuất, bố trí lại các khu công nghiệp cho phù hợp

Hình 2.19 Ứng dụng UAV Quy hoạch phân vùng phát triển công nghiệp

Ngập lụt: Xác định khu vực ngập lụt lên phương án ứng phó, cập nhật thông

Trang 40

Hình 2.20 LIDAR hỗ trợ xây dựng mô hình ngập lụt

Việc trùng tu, tôn tạo và xây dựng các công trình văn hóa lịch sử là một

trong những nhiệm vụ hết sức quan trọng và cấp thiết đối với nhiều Quốc gia trên thế giới, những nhiệm vụ này luôn đòi hỏi phải có các thông tin khảo sát hiện trạng công trình một cách chỉ tiết và chính xác nhất, tuy nhiên việc có được những thông tin khảo sát đầy đủ này thường gặp rất nhiều khó khăn cũng như tốn kém kinh phí Bằng sự kết hợp giữa kỹ thuật quét laser 3 chiều mặt đất với kỹ thuật bay chụp đo vẽ ảnh hàng không sử đụng thiết bị bay không người lái UAV chúng ta có thể dễ dàng thu thập số liệu và tái dựng lại một cách nguyên vẹn mô hình các công trình văn hóa mà cụ thể ở đây là Nhà thờ cả bên trong lẫn bên ngoài Hơn thế nữa các nhà khoa học còn có thể so sánh độ chính xác của công trình trước và sau khi trùng tu tôn tạo Điển hình của giải pháp ứng dụng kỹ thuật LIDAR mặt đất với kỹ thuật đo vẽ ảnh UAV là công trình khảo sát tái dựng cho Nhà thờ Thánh đường St Nicholas được xây dựng từ thế kỷ 13 ở vùng Greifswald, Đức

Hình 2.21 Nhà thờ Thánh đường St Nicholas Hình 2.22 Một góc phố của (Greifswald, Đức) tái dựng dưới dạng 3D Austin được tái dựng dưới dạng

đám mây điểm 3D