Tiểu luận gis đại cương đề tài tìm hiểu về hệ thốống thống tin địa lí gis

Phấn tích phấn bôấ dấn c , quy ho ch tuyếấn tính.ư ạQu n lý quy ho ch:ảạ phấn vùng quy ho ch s d ng đấất... Kinh tuyếấn là các đườ ường cong cách đếồu nhau ch yạqua hai đi m c c Băấc và

B TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRỘƯỜNG

TRƯỜNG Đ I H C TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRẠỌƯỜNG TPHCM

TI U LU NỂẬGIS Đ I CẠ ƯƠNG

Đềề tài: Tìm hi u vềề H thốống thống tin đ a lí - GISểệị Giáo viền hướng dẫẫn: Hà Thanh Vẫn

Nhóm th c hi n: Võ Khắốc Chẫu 0710070002ựệ Nguyềẫn Thanh Sang 0710070015

CHƯƠNG 1: T NG QUAN VÊỀ GISỔ 1.1 Quá trình tiềốn hóa c a GIS :ủ

H thông thông tn đ a ly (Geographics Informaton System) ra đ i vao năm 1960 ê i ơ ơ Canada v i cac ng d ng vê( điê(u tra đât đai, ch yêu la l u tr cac thông sô vê( đât.ơ ư u u ư ư Gis xâm nh p vao Vi t Nam t cuôi năm 80, tuy nhiên đên gi a th p niên 90 Gis m i coâ ê ư ư â ơ c h i phat tri n Vi t Nam Va ngay nay GIS đơ ô ê ơ ê ươc nhiê(u ngươi biêt đên nh m tư ô công c hô3 tr qu n ly trong linh v c tai nguyên, thiên nhiên va giam sat môi tru ơ a ư ương, qu n ly đât đai…a

Tính có ích c a thong tin không gian đủ ược th a nh n t rấất s m và cácừ ậ ừ ớ

b n đôồ h a đ ng thong tin không gian đã ch a đ ng thong tin không gian đãả ứ ụ ứ ự

tr thành 1 m t b ph n không th thiếấu c a quá trình quy ho ch và l p quyếấtở ộ ộ ậ ể ủ ạ ậ

đ nh.Ngày càng có nhiếồu lo i b n đò khác nhau ra đ i th hi n các đôấi tị ạ ả ờ ể ệ ượngkhác nhau trến trái đấất.Điếồu này dấẫn đếấn nhu cấồu ph i x lý đôồng th i nhiếồuả ử ờ

b n đôồ trong m t bài toán quy ho ch.ả ộ ạ

Các khái ni m ban đấồu trong trong x lý b n đôồ g p rấất nhiếồukhó khănệ ử ả ặ

khi ph i x lý đôồng th i d li u không gian và d li u thu c tính.Điếồu này thúcả ử ờ ữ ệ ữ ệ ộ

đ y hàng lo i nôẫ l c nghiến c u th nghi m nhăồm phát tri n các công c h uẩ ạ ự ứ ử ệ ể ụ ữ

ích ph c v cho vi c thu th p, l u tr ,truy c p,chuy n đ i,tích h p và hi n thụ ụ ệ ậ ư ữ ậ ể ổ ợ ể ị

d li u không gian và phi không gian T p h p tấất c các công c này cùng v iữ ệ ậ ợ ả ụ ớ

m t sôấ các thành phấồn khác cấấu hình nến ộ H thôấng thông tin đ a lý (GeographicệịInformation System, g i tăất là GIS ).ọ

1.2 Đ nh nghĩa GIS :ị

Các lĩnh v c khoa h c liến quan đếấn GIS là s h i t các lĩnh v c công ngh vàự ọ ự ộ ụ ự ệ

các ngành truyếồn thôấng, nó h p nhấất các sôấ li u mang tính liến ngành băồngợ ệ

t ng h p, mô hình hoá và phấn tích Vì v y có th nói, GIS đổ ợ ậ ể ược xấy d ng trếnự

các tri th c c a nhiếồu ngành khoa h c khác nhau đ t o ra các h thôấng ph cứ ủ ọ ể ạ ệ ụ

vụ m c đích cụ ụ th Các ngành này bao gôồm:ể

Ngành đ a lý:ị là ngành liến quan m t thiếất đếấn vi c bi u diếẫn thếấ gi i và v tríậ ệ ể ớ ị

c a đôấi tủ ượng trong thếấ gi i Nó có truyếồn thôấng lấu đ i vếồ phấn tích khôngớ ờ

gian và nó cung cấấp các kyẫ thu t phấn tích không gian khi nghiến c u.ậ ứ

Ngành b n đốề:ả nguôồn d li u đấồu vào chính c a GIS là các b n đôồ Ngành b nữ ệ ủ ả ả

đôồ có truyếồn thôấng lấu đ i trong vi c thiếất kếấ b n đôồ, do v y nó cũng là khuấnờ ệ ả ậ

mấẫuquantr ngọ nhấấtc aủ đấồuraGIS.Công ngh viếẫn thám: các nh v tinh và nh máy bay là nguôồn d li u đ a lýệ ả ệ ả ữ ệ ị

quan tr ng cho h GIS Viếẫn thám bao gôồm c kyẫ thu t thu th p và x lý d li uọ ệ ả ậ ậ ử ữ ệ

m i v trí trến qu đ a cấồu Các d li u đấồu ra c a h thôấng nh v tinh có

thể được tr n v i các l p dộ ớ ớ ữ li u c a GIS.ệ ủ

nh máy bay:

Ả khi ta xấy d ng b n đôồ có t l cao thì nh ch p t máy bay làự ả ỷ ệ ả ụ ừ

nguôồn d li u chính vếồ bếồn m t trái đấất đữ ệ ặ ược s d ng làm đấồu vào.ử ụ

B n đốề đ a hình:ảị cung cấấp d li u có chấất lữ ệ ượng cao vếồ v trí c a ranh gi i đấấtị ủ ớ

Ngành thôấng kế: các kyẫ thu t thôấng kế đậ ượ ử ục s d ng đ phấn tích d li u GIS.ể ữ ệ

Nó là đ c bi t quan tr ng trong vi c xác đ nh s phát sinh các lôẫi ho c tínhặ ệ ọ ệ ị ự ặ

khôngchăấcchăấntrongsôấli uệ c aủ GIS.

Khoa h c tính toán:ọ t đ ng thiếất kếấ máy tính cung cấấp kyẫ thu t nh p, hi nự ộ ậ ậ ể

th bi u diếẫn d li u Đôồ ho máy tính cung cấấp công c đ th hi n, qu n lýị ể ữ ệ ạ ụ ể ể ệ ả

các đôấi tượng đôồ ho Qu n tr c s d li u cho phép bi u diếẫn d li u dạ ả ị ơ ở ữ ệ ể ữ ệ ướid ng sôấ, các th t c đ thiếất kếấ h thôấng, l u tr , xấm nh p, c p nh t.ạ ủ ụ ể ệ ư ữ ậ ậ ậ

Toán h c:ọ các ngành hình h c, lý thuyếất đôồ th đ c s d ng trong thiếất kếấ họ ị ượ ử ụ ệ

GIS và phấn tích d li u không gian.ữ ệ

• GIS là m t h thốống thống tin áp dung cho d li u đ a lý và đu cộ ệ ữ ệ ị ọ xem nh lã m t h thốống gốồm phầồn c ng ,phầồn mềồm v i các ch cư ộ ệ ứ ớ ứ năng đượ c thiềốt kềố đ thu th p,l u tr ,truy c p và biềốn đ i,phầnể ậ ư ữ ậ ổ

tích và th hi n d li u tham chiềốu đềốn v trí trền m t đầốt,nhăồm hốỗể ệ ữ ệ ị ặ tr gi i quyềốt các bài toán quy ho ch và qu n lý.

1.3 Các thành phẫền c a GIS :ủ

GIS có 5 thành phấồn quan tr ng là : Con ngọ ười ,d li u ,qui trình ,phấồn c ng,ữ ệ ứ

phấồn mếồm.

Các thành phấồn này kếất h p v i nhau nhăồm t đ ng qu n lý và phấn phôấi thôngợ ớ ự ộ ả

tin thông qua bi u diếẫn đ a lý.ể ị

• Con ng ười là thành phấồn quan tr ng nhấất, là nhấn tôấ th c hi n các thaoọ ư ệ

tác điếồu hành s ự ho t đ ng c a hạ ộ ủ ệ thôấng GIS.Ng ười dùng GIS là nh ng ngữ ườ ử ụi s d ng các phấồn mếồm GIS đ gi i quyếấtể ả

các bài toán không gian theo m c đích c a h H thụ ủ ọ ọ ường là nh ngữ

ng ườ ượi đc đào t o tôất vếồ lĩnh v c GIS hay là các chuyến gia.ạ ự Người xấyd ng b n đôồ: s d ng các l p b n đôồ đự ả ử ụ ớ ả ược lấấy t nhiếồu nguôồn khácừ

nhau, ch nh s a d li u đ t o ra các b n đôồ theo yếu cấồu.ỉ ử ữ ệ ể ạ ả

Ngi xuấất b n: s d ng phấồn mếồm GIS đ kếất xuấất ra b n đôồ dườ ả ử ụ ể ả ưới nhiếồuđ nh d ng xuấất khác nhau.Ngị ạ ười phấn tích: gi i quyếất các vấấn đếồ nh tìmả ư

kiếấm, xác đ nh v trí…Ngị ị ười xấy d ng d li u: là nh ng ngự ữ ệ ữ ười chuyếnnh p d li u b n đôồ băồng các cách khác nhau: veẫ, chuy n đ i t đ nhậ ữ ệ ả ể ổ ừ ị

Ng ười qu n tr CSDL: qu n lý CSDL GIS và đ m b o h thôấng v n hànhả ị ả ả ả ệ ậ

tôất.Ng ười thiếất kếấ CSDL: xấy d ng các mô hình d li u lôgic và v tự ữ ệ ậ

lý.Người phát tri n: xấy d ng ho c c i t o các phấồn mếồm GIS đ đápể ự ặ ả ạ ể

ng các nhu cấồu c th

• D li u ,m t cách t ng quát, ngữ ệ ộ ổ ười ta chia d li u trong GIS thành 2ữ ệ

lo i:ạ

D li u không gian (spatial) cho ta biếất kích thữ ệ ướ ậc v t lý và v trí đ a lýị ị

c a các đôấi tủ ượng trến bếồ m t trái đấất.ặ

D li u thu c tính (non-spatial) là các d li u d ng văn b n cho ta biếấtữ ệ ộ ữ ệ ở ạ ả

thếm thông tin thu c tính c a đôấi tộ ủ ượng.

• Phấồn c ng là các máy tính đi n t : PC, mini Computer, MainFrame … làứ ệ ử

các thiếất b m ng cấồn thiếất khi tri n khai GIS trến môi trị ạ ể ường m ng GISạ

cũng đòi h i các thiếất b ngo i vi đ c bi t cho vi c nh p và xuấất d li uỏ ị ạ ặ ệ ệ ậ ữ ệ

nh : máy sôấ hoá (digitizer), máy veẫ (plotter), máy quét (scanner)… ư

• Phấồn mếồm ,h thôấng phấồn mếồm GIS rấất đa d ng Môẫi công ty xấy d ngệ ạ ự

GIS đếồu có h phấồn mếồm riếng c a mình Tuy nhiến, có m t d ng phấồnệ ủ ộ ạ

mếồm mà các công ty ph i xấy d ng là h qu n tr CSDL đ a lý D ng phấồnả ự ệ ả ị ị ạ

mếồm này nhăồm m c đích nấng cao kh năng cho các phấồn mếồm CSDLụ ả

thương m i trong vi c: sao l u d li u, đ nh nghĩa b ng, qu n lý cácạ ệ ư ữ ệ ị ả ả

giao d ch do đó ta có th l u các d li u đôồ đ a lý dị ể ư ữ ệ ị ướ ại d ng các đôấit ượng hình h c tr c tiếấp trong các c t c a b ng quan h và nhiếồu côngọ ự ộ ủ ả ệ

vi c khác.ệ

• Qui trình đếồ c p đếấn cách th c d li đậ ứ ữ ệ ược đ a vào h thôấng, l uư ệ ư

tr ,qu n lý,chuy n đ i,phấn tích và cuôấi cùng trình bày dữ ả ể ổ ướ ại d ng s nả

ph m cuôấi cùng Qui là nh ng bẩ ữ ước cấồn thiếất đ ược tiếấn hành đ tr l iể ả ờ

các cấu h i cấồn ph i gi i quyếất.ỏ ả ả

1.4 M t sốố ng d ng th c tiềẫn c a GIS :ộứụựủ

Công ngh GIS ngày càng đệ ượ ử ục s d ng r ng rãi GIS có kh năng s d ng dộ ả ử ụ ữ

li u không gian và thu c tính (phi không gian) t các nguôồn khác nhau khi th cệ ộ ừ ự

hi n phấn tích không gian đ tr l i các cấu h i c a ngệ ể ả ờ ỏ ủ ườ ử ụi s d ng M t sôấộ

ng d ng c th c a GIS thứ ụ ụ ể ủ ường thấấy trong th c tếấ là:ự

Qu n lý h thốống đảệường phốố, bao gốềm các ch c nắng:ứ tìm kiếấm đ a ch khiị ỉ

xác đ nh đị c v trí cho đ a ch phôấ ho c tìm v trí khi biếất trượ ị ị ỉ ặ ị ướ ịc đ a ch phôấ.ỉ

Đ ường giao thông và s đôồ; điếồu khi n đơ ể ường đi, l p kếấ ho ch l u thông xe c ậ ạ ư ộ

Phấn tích v trí, ch n khu v c xấy d ng các ti n ích nh bãi đôẫ xe, ga tàu xe…ị ọ ự ự ệ ư

L pậ kếấho chạ pháttri nể giaothông.

Qu n lý giám sát tài nguyền, thiền nhiền, mối trảường bao gốềm các ch cứ

nắng: qu n lý gió và thu h , các nguôồn nhấn t o, bình đôồ lũ, vùng ng p úng,ả ỷ ệ ạ ậ

đấất nông nghi p, tấồng ng p nệ ậ ước, r ng, vùng t nhiến, phấn tích tác đ ng môiừ ự ộ

tr ường… Xác đ nh ví trí chấất th i đ c h i Mô hình hoá nị ả ộ ạ ước ngấồm và đường ônhiếẫm Phấn tích phấn bôấ dấn c , quy ho ch tuyếấn tính.ư ạ

Qu n lý quy ho ch:ảạ phấn vùng quy ho ch s d ng đấất Các hi n tr ng xu thếấạ ử ụ ệ ạ

môitr ường.Qu nả lýchấấtlượngnước.

Qu n lý các thiềốt b :ả ị xác đ nh đ ng ôấng ngấồm, cáp ngấồm Xác đ nh t i tr ngị ườ ị ả ọ

c a lủ ưới đi n Duy trì quy ho ch các thiếất b , s d ng đệ ạ ị ử ụ ường đi n.ệ Phấn tích t ng điếồu tra dấn sôấ, l p b n đôồ các d ch v y tếấ, b u đi n và nhiếồuổ ậ ả ị ụ ư ệ

ng d ng khác.

- GIS trong linh v c qu n ly môi trư a ương va ki m soat điê(u ki n t nhiên: qu n ly ôê ê ư a nhiê3m, qu n ly nguô(n na ươc, đ ng th c v t, khi tô ư â ương th y văn.u

- GIS trong linh v c qu n ly h tâ(ng ky3 thu t: xây d ng, quy ho ch, giao thông, đi nư a a â ư a ê l c, viê3n thông, câp thoat nư ươc.

- GIS trong qu n ly kinh tê xa h i.a ô

Chương 2 : H Thốống T a Đ ệọộ

2.1 H thốống t a đ đ a lý :ệọộ ị

H t a đ đ a lý s d ng bếồ m t hình cấồu đ xác đ nh v trí c a m t đi m trếnệ ọ ộ ị ử ụ ặ ể ị ị ủ ộ ể

trái đấất Đ n v đo c a h là đ ơ ị ủ ệ ộ Vì đấy là h t a đ găấn liếồn v i tr c trái đấấtệ ọ ộ ớ ụ

nến đ xác đ nh v trí c a đôấi tể ị ị ủ ượng ng ười ta chia bếồ m t trái đấất thành cácặ

đng kinh tuyếấn và vĩ tuyếấn Kinh tuyếấn là các đườ ường cong cách đếồu nhau ch yạ

qua hai đi m c c Băấc và Nam, vĩ tuyếấn là các để ự ường tròn song song có tấm năồmtrến tr c c a trái đấất Giao đi m gi a kinh tuyếấn và vĩ tuyếấn t o thành các ôụ ủ ể ữ ạ

lướ Trong sôấ các kinh tuyếấn và vĩ tuyếấn có hai đ ng quan tr ng nhấất đ ci. ườ ọ ượ

lấấy làm gôấc to đ đó là: vĩ tuyếấn có bán kính l n nhấất - chính là đạ ộ ớ ường xích đ oạ

và kinh tuyếấn ch y qua vùng Greenland nạ ước Anh Giao đi m gi a hai để ữ ườngnày là gôấc to đ Hai đạ ộ ường này cũng đôồng th i chia trái đấất làm 4 phấồn băồngờ

nhau: n a Băấc và Nam năồm phía trến và dử ướ ủi c a đường xích đ o; n a Đôngạ ử

và Tấy năồm phía bến ph i và trái c a kinh tuyếấn gôấc.ở ả ủ M t đi m năồm trến m tộ ể ặ

cấồu seẫ có hai giá tr to đ là kinh đ và vĩ đ đị ạ ộ ộ ộ ược xác đ nh nh trong hình veẫị ư

trến Giá tr này có th đị ể ược đo băồng đ theo c sôấ 10 ho c theo đ , phút,ộ ơ ặ ộ

giấy Miếồn giá tr c a vĩ đ : -900 ÷ 900kinh đ : -1800 ÷ 1800ị ủ ộ ộ

chú ý: ch trến đỉ ường xích đ o thì kho ng cách m t đ c a vĩ tuyếấn m i băồngạ ả ộ ộ ủ ớ

kho ng cách m t đ trến kinh tuyếấn Trến các vĩ tuyếấn khác kho ng cách nàyả ộ ộ ả

khác nhau rấất nhiếồu Ng ười ta tính răồng m t đ trến kinh tuyếấn dài kho ngộ ộ ả

111,321 km trong khi 600 trến vĩ tuyếấn ch có đ dài 55,802 km Chính vì sỉ ộ ự

khác nhau này nến ta không th đo chính xác để ược chiếồu dài và di n tích c aệ ủ

đôấi t ượng khi d ữ li u b n đôồ đệ ả ược chiếấu lến m t ph ng.ặ ẳ M t cấồu và m t Ellipsoid trong h to đ đ a lý có hai bếồ m t hình cấồu đặ ặ ệ ạ ộ ị ặ ượ ửc sd ng đó là: m t cấồu (tuy t đôấi) và m t Ellipsoid.ụ ặ ệ ặ Vì bếồ m t c a trái đấất c a taặ ủ ủ

không ph i là hình cấồu tuy t đôấi mà nó gấồn v i hình Ellipsoid nến m t Ellipsoidả ệ ớ ặ

thường được dùng đ bi u diếẫn Tuy nhiến đôi khi ngể ể ười ta cũng s d ng m tử ụ ặ

cấồu đ công vi c tính toán dếẫ dàng h n Khi t l n b n đôồ rấất nhể ệ ơ ỷ ệ ả ỏ < 1:5000.000, t l này s khác bi t gi a d li u bi u diếẫn băồng m t cấồu và m t Ellipsoid

là không th phấn bi t để ệ ược băồng m t thặ ường Lúc này, m t cấồu đặ ược dùng.Nh ng khi t l > 1:1.000.000 thì ngư ỷ ệ ười ta cấồn thiếất ph i dùng m t Ellipsoid đả ặ ể

đ m b o đ chính xác Do đó, vi c l a ch n m t cấồu hay m t Ellipsoid phả ả ộ ệ ự ọ ặ ặ ụ

thu c vào m c đích c a b n đôồ và đ chính xác d li u.ộ ụ ủ ả ộ ữ ệ

Nếấu m t cấồu d a trến hình tròn thì m t Ellipsoid l i có c s là hình Ellip Hìnhặ ự ặ ạ ơ ở

Ellip được xác đ nh b i hai bán tr c mà ta hay g i là: bán tr c l n và bán tr cị ở ụ ọ ụ ớ ụ

nh Ta cho Ellip xoay quanh bán tr c nh ta seẫ thu đỏ ụ ỏ ược hình Ellipsoid Kíchthước và hình d ng c a Ellipsoid đạ ủ ược xác đ nh b i bán tr c l n a và bán tr cị ở ụ ớ ụ

nh b, hay b i a và h sôấ d t ff = (a - b) / a.ỏ ở ệ ẹ Vì h sôấ f rấất nh nến ngệ ỏ ười ta

luôn lấấy h to đ đ a lý làm c s ệ ạ ộ ị ơ ở H to đ quy chiếấu đ c đ c tr ng b i haiệ ạ ộ ượ ặ ư ở

tr c x theo phụ ương ngang và y theo ph ương th ng đ ng Gôấc to đ là giaoẳ ứ ạ ộ

đi m c a hai tr c này Hai tr c giao nhau đôồng th i chia m t ph ng làm 4ể ủ ụ ụ ờ ặ ẳ

phấồn tương ng v i 4 phấồn trong h to đ đ a lý M t đi m trến m t đứ ớ ệ ạ ộ ị ộ ể ặ ượcxác đ nh đị ược xác đ nh b i c p giá tr (x, y).ị ở ặ ị

Có rấất nhiếồu phép chiếấu bếồ m t cong c a trái đấất lến m t ph ng song vếồ c b nặ ủ ặ ẳ ơ ả

ta có th hi u nh sau Lấấy m t m nh bìa cu n xung quanh bếồ m t cấồu trongể ể ư ộ ả ộ ặ

h to đ đ a lý theo m t hình tr đ ng T tấm c a bếồ m t cong ta veẫ các tiaệ ạ ộ ị ộ ụ ứ ừ ủ ặ

căất các đi m giao gi a kinh tuyếấn và vĩ tuyếấn, đôồng th i kéo dài căất m t tr ể ữ ờ ặ ụ

Th c chấất c a vi c này là chiếấu các ô lự ủ ệ ưới lến bếồ m t ph ng M t bìa ra ta cóặ ẳ ở ờ

kếất qu c a phép chiếấu Nhìn vào tấấm bìa ta nh n thấấy, các ô lả ủ ậ ưới đã thay đ iổ

khá nhiếồu (biếấn d ng), co l i ho c dãn ra Càng xa đạ ạ ặ ường xích đ o thì s biếấnạ ự

d ng càng l n Điếồu này gấy nến s thay đ i vếồ hình d ng, kích thạ ớ ự ổ ạ ước, kho ngả

Sau đó người ta dùng các công th c toán h c đ tứ ọ ể ương ng to đ c a bếồ m tứ ạ ộ ủ ặ

cong lến to đ m t ph ng chiếấu.ạ ộ ặ ẳ Các phép chiếấu khác nhau gấy ra các biếấnd ng b n đôồ khác nhau nến vi c s d ng phép chiếấu nào là d a vào m c đíchạ ả ệ ử ụ ự ụ

c a b n đôồ và đủ ả ộ chính xác c a dủ ữ li u.ệ Các phép chiếấu c b nơ ả Trong phấồn này ta seẫ tìm hi u ba phép chiếấu c b n vàể ơ ả

thng đườ c s d ng nhấất đó là phép chiếấu v i m t chiếấu: m t hình nón, m tượ ử ụ ớ ặ ặ ặ

hình tr và m t ph ng phụ ặ ẳ ương v ị B c đấồu tiến khi tiếấn hành phép chiếấu nàyướ

là t o ra m t hay m t t p các đi m tiếấp xúc Các đi m tiếấp xúc này đạ ộ ộ ậ ể ể ượ ọc g i làcác tiếấp đi m hay là tiếấp tuyếấn (trong trể ường h p là đợ ường th ng) Các đi mẳ ể

này có vai trò rấất quan tr ng, vì đ biếấn d ng c a phép chiếấu trến nh ng đi mọ ộ ạ ủ ữ ể

này băồng không Đ biếấn d ng seẫ tăng khi kho ng cách gi a đi m chiếấu vàộ ạ ả ữ ể

đi m tiếấp xúc tăng.ể

M t hình nónĐ th c hiến phép chiếấu này ngặ ể ự ười ta cho dùng m t m t hình nónộ ặ

“úp” lến bếồ m t cấồu Đặ ường th ng tiếấp xúc gi a m t nón và m t cấồu là m t vĩẳ ữ ặ ặ ộ

tuyếấn và đc g i là vĩ tuyếấn chu n Các đượ ọ ẩ ường kinh tuyếấn sau khi chiếấu m tặ

nón seẫ thành nh ng đữ ường th ng đ ng, các đẳ ứ ường vĩ tuyếấn seẫ t o thành nh ngạ ữ

đường tròn Sau khi th c hi n phép chiếấu, ngự ệ ười ta seẫ căất hình nón d c theoọ

m t kinh tuyếấn bấất kỳ, lúc này ta seẫ độ ược kếất qu c a phép chiếấu trến bếồ m tả ủ ặ

nón S giao nhau gi a nh ng đự ữ ữ ường th ng và cung tròn seẫ t o nến m t m tẳ ạ ộ ặ

li Đướ ng th ng đôấi di n v i đườ ẳ ệ ớ ường căất đ ược g i là kinh tuyếấn trungọ

tấm Càng xa vĩ tuyếấn chu n đ biếấn d ng càng tăng Do đó đ tăng đ chínhẩ ộ ạ ể ộ

xác ngi ta căất b phấồn đ nh c a m t nón hay ta không tiếấn hành chiếấu lếnườ ỏ ỉ ủ ặ

vùng này Phép chiếấu này th ường đ ược dùng cho vi c chiếấu các vùng có các vĩệ

tuyếấn trung bình ch y qua và hạ ướng theo chiếồu đông - tấy.M t hình tr Giôấng nh phép chiếấu m t nón, phép chiếấu này cũng có m t đặ ụ ư ặ ộ ườngth ng tiếấp tuyếấn Khi s d ng m t tr , ngẳ ử ụ ặ ụ ười ta phấn làm 3 lo i tuỳ thu c vàoạ ộ

v trí tị ương đôấi c a m t trủ ặ ụ so v i m t cấồu:ớ ặ

Hình tr đụ ượ ặc đ t theo ph ương th ng đ ng và tiếấp xúc v i m t cấồu theo m tẳ ứ ớ ặ ộ

v tuyếấn, thị ường là đ ường xích đ o G i là phép chiếấu Mercator.ạ ọ

Hình tr đụ ượ ặc đ t theo ph ương năồm ngang, đ ường th ng tiếấp xúc là m t kinhẳ ộ

tuyếấn.G iọ làphépchiếấuTransverse.Hình tr đ t xiến và tiếấp xúc v i m t cấồu theo m t đụ ặ ớ ặ ộ ường tròn có bán kính l nớ

nhấất (băồng v i bán kính đớ ường xính đ o) G i là phép chiếấu Oblique.ạ ọ

Phép chiếấu th ường đ ượ ử ục s d ng nhấất là Mercator Trong phép chiếấu này, các

đ ường kinh tuyếấn seẫ đ ược chiếấu thành nh ng đữ ường th ng đ ng cách đếồuẳ ứ

nhau, các đ ường vĩ tuyếấn seẫ tr thành nh ng đở ữ ường năồm ngang kho ng cáchả

không đếồu nhau; tăng dấồn vếồ phía hai c c Do đó biếấn d ng seẫ tăng dấồn vếồ phíaự ạ

hai c c Sau khi th c hi n phép chiếấu, ngự ự ệ ười ta seẫ căất m t hình tr d c theoặ ụ ọ

m t kinh tuyếấn, tr i ra trến m t ph ng ta seẫ thu độ ả ặ ẳ ược kếất qu ả M t ph ng phặ ẳ ương v Là phép chiếấu d li u b n đôồ lến m t m t ph ng tiếấp xúcị ữ ệ ả ộ ặ ẳ

v i m t cấồu Đi m tiếấp xúc này có th là: năồm t i hai c c, t i đớ ặ ể ể ạ ự ạ ường xích đ o,ạ

ho c t i m t v trí bấất kỳ năồm gi a V trí c a đi m tiếấp xúc cho ta biếất v tríặ ạ ộ ị ữ ị ủ ể ị

tng đôấi c a m t ph ng chiếấu v i m t cấồu và t o nến ba ki u chiếấu khácươ ủ ặ ẳ ớ ặ ạ ể

nhau:polar,equatorialvàoblique M t ph ng chiếấu tiếấp xúc v i c c c a m t cấồu là ki u chiếấu đ n gi n nhấất vàặ ẳ ớ ự ủ ặ ể ơ ả

cũng hay dùng nhấất Trong phép chiếấu này, các đ ường kinh tuyếấn seẫ đ ược chiếấuthành m tộ chùm đ ng th ng giao nhau đi m c c, vĩ tuyếấn là các đ ngườ ẳ ở ể ự ườ

tròn có cùng tấm là c c c a m t cấồu Góc gi a các đự ủ ặ ữ ường kinh tuyếấn đượ ảc b otôồn.

Chương 3 : Mố hình và cẫốu trúc d li u khống gianữ ệ

Đấy là d ng d li u c b n c a m t h thôấng thông tin đ a lý D ng dạ ữ ệ ơ ả ủ ộ ệ ị ạ ữ

li u này bao gôồm các thông tin có tính đôồ h a ch rõ hình d ng, ph m v khôngệ ọ ỉ ạ ạ ị

gian, v trí đ a lý c a m t th c th trong thếấ gi i th c đị ị ủ ộ ự ể ớ ự ược khái quát hóathành các đ c tính đ a lý nh đi m, đặ ị ư ể ường hay vùng trến b n đôồ ( nh) Trongả ả

máy tính sôấ, d li u không gian c a các th c th có th đữ ệ ủ ự ể ể ược bi u diếẫn theoể

hai mô hình Raster và Vector.

Các đôấi t ượng không gian trong GIS đ ược nhóm theo ba lo i đôấi tạ ượng:

đi m, đểường và vùng Trong môẫi ki u cấấu trúc d li u, cách t ch c d li uể ữ ệ ổ ứ ữ ệ

cho ba đôấi t ượng không gian trến khác nhau Tuỳ t l ho c m c đ chi tiếất màỷ ệ ặ ứ ộ

các đôấi t ượng không gian đ ược thiếất kếấ trong GIS khác nhau Trong t l nhỷ ệ ỏ

thì nhiếồu khi đi m là c m t vùng trong t l l n Ba đôấi tể ả ộ ỷ ệ ớ ượng không gian dù ở

mô hình cấấu trúc d li u GIS nào đếồu có m t đi m chung là v trí c a chúng đếồuữ ệ ộ ể ị ủ

đ ược ghi nh n băồng giá tr to đ trong m t h to đ nào đó tham chiếấu v iậ ị ạ ộ ộ ệ ạ ộ ớ

Khái ni m nh Raster: M t file nh ch p vếồ m t đôấi tệ ả ộ ả ụ ộ ượng không gian qua máynh photo ho c m t nh sôấ ch p t máy ch p sôấ (digital camera) ho c nh sôấả ặ ộ ả ụ ừ ụ ặ ả

thu nh n t các đấồu ghi ph trến các v tinh là các nh có cấấu trúc raster.ậ ừ ổ ệ ả

Raster đượ ịc đ nh nghĩa nh là ma tr n không gian c a các đ n v nh (pictureư ậ ủ ơ ị ả

element) còn g i là các pixel Các pixel có kích thọ ước đôồng nhấất vếồ m t hình h c,ặ ọ

chúng là các ô vuông nh và đỏ ược xếấp theo các dòng và các c t giôấng nh m tộ ư ộ

lưới ô vuông (hình I.9)

Hình I.9: Ma tr n không gian c a m t file nh raster có cấấu trúc pixelậ ủ ộ ả

Cấấu trúc raster là m t trong nh ng cấấu trúc d li u đ n gi n nhấất trong GIS.ộ ữ ữ ệ ơ ả

Nó còn được g i là “t ch c theo ô vuông c a d li u không gian” (cellularọ ổ ứ ủ ữ ệ

organization of spatial data) Pixel là phấồn t c s c a cấấu trúc d li u Rasterử ơ ở ủ ữ ệ

đ bi u diếẫn m t đ c tr ng đ a lý f(x,y) nào đó, giá tr c a pixel ch tính chấấtể ể ộ ặ ư ị ị ủ ỉ

c a đôấi tủ ng không gian Giá tr sôấ c a pixel chính là mã đượ ị ủ ược găấn cho đôấit ượng không gian (t c là môẫi đôấi tứ ượng không gian có m t mã nhấất đ nh) Giáộ ị

tr băồng không thị ường là nh ng pixel ch vùng ngoài khu v c nghiến c u Ví dữ ỉ ự ứ ụ

các đôấi tng đấất trôồng băấp có mã băồng 1, đấất trôồng cam có mã băồng 2, đấấtượ

trôồng điếồu có mã băồng 3, đấất trôồng mía có mã băồng 4

Hình I.10: Các đôấi tượng không gian được mã hoá trong mô hình RasterNh v y, mô hình Raster bi u diếẫn không gian nh là m t ma tr n sôấ nguyến,ư ậ ể ư ộ ậ

môẫi m t giá tr sôấ nguyến đ i di n cho m t thu c tính, v trí c a sôấ nguyếnộ ị ạ ệ ộ ộ ị ủ

chính là v trí c a đôấi tị ủ ượng Ma tr n không gian t các ô nh này đậ ừ ả ược mã hoá

và l u tr trong máy tính theo quy lu t nhấất đ nh thông qua v trí c a t ng ôư ữ ậ ị ị ủ ừ

nh và đả ược tham chiếấu t i h to đ dùng cho Trái đấất g i là h to đớ ệ ạ ộ ọ ệ ạ ộ

Cartsian theo hai tr c x và y.ụ

V i cấấu trúc d li u d ng raster, giá tr c a thông sôấ nghiến c u nh đ caoớ ữ ệ ạ ị ủ ứ ư ộ

đ a hình (m), lo i đấất, sinh khôấi th c v t (gr/mị ạ ự ậ 2)…ph i đả ược xác đ nh cho t ngị ừ

ô l ưới (cell) Trong cấấu trúc d li u d ng raster (hình I.11), các v t th trến b nữ ệ ạ ậ ể ả

đôồ có th để ược mô t băồng các yếấu tôấ (map feature) sau:ả

• Đi m (point): có th để ể ược bi u diếẫn băồng m t fixel hay nhiếồu fixelể ộ

tuỳ thu c vào t l (đ phấn gi i c a nh)ộ ỷ ệ ộ ả ủ ả

• Đ ường (line): là t p h p các ô lậ ợ ưới vuông có cùng giá tr f (x,y) nôấiị

tiếấp nhau và săấp xếấp theo m t hộ ướng nhấất đ nh ị

• Vùng (area): Vùng được xác đ nh băồng m t m ng gôồm nhiếồu pixelị ộ ả

có cùng giá tr thu c tính f (x,y) tr i r ng ra theo nhiếồu phị ộ ả ộ ương.

Hình I.11: Cấấu trúc d li u Rasterữ ệ

Trến th c tếấ môẫi pixel có m t c p to đ (x, y) duy nhấất M t đôấi tự ộ ặ ạ ộ ộ ượng khônggian có kích thước nh h n m t pixel, ví d l n h n m t n a pixel, seẫ đỏ ơ ộ ụ ớ ơ ộ ử ược coinh là m t pixel tr n v n và có giá tr vếồ di n tích và to đ c a chính pixel màư ộ ọ ẹ ị ệ ạ ộ ủ

nó năồm trong Vì v y đ phấn gi i c a pixel đóng vai trò hếất s c quan tr ng vếồậ ộ ả ủ ứ ọ

đ chính xác c a d li u Raster Kích thộ ủ ữ ệ ướ ược đc ch n cho m t ô lọ ộ ưới (pixel)c a m t vùng nghiến c u ph thu c vào đ phấn gi i d li u yếu cấồu cho phấnủ ộ ứ ụ ộ ộ ả ữ ệ

tích chi tiếất Ô ph i đ nh đ năấm băất chi tiếất đả ủ ỏ ể ược yếu cấồu, nh ng đ l n đư ủ ớ ể

b nh máy tính và phép toán phấn tích có th th c hi n hi u qu ộ ớ ể ự ệ ệ ả

M t đi m trong thếấ gi i th c là m t ngôi nhà th trong mô hình Raster seẫ làộ ể ớ ự ộ ờ

m t vài pixel có cùng giá tr sôấ (mã) Nếấu đ l n c a ngôi nhà theo t l nh cóộ ị ộ ớ ủ ỷ ệ ỏ

th ch là m t pixel Đ l n c a pixel theo chiếồu x, y seẫ là đ phấn gi i khôngể ỉ ộ ộ ớ ủ ộ ả

gian c a ma tr n raster (trong viếẫn thám g i là đ phấn gi i c a nh)ủ ậ ọ ộ ả ủ ả

Trong cấấu trúc Raster, đường được bi u diếẫn băồng nh ng pixel có cùng giá trể ữ ị

f(x,y) liến tiếấp nhau Vì trong cấấu trúc Raster, các pixel đ ược xếấp theo hàng, c t,ộ

nh m t ma tr n đi m nến đư ộ ậ ể ường nét không tr n, có d ng zic-zac Vùng đơ ạ ượcxác đ nh băồng m t m ng gôồm nhiếồu pixel có cùng giá tr thu c tính f(x,y) tr iị ộ ả ị ộ ả

r ng ra theo nhiếồu phộ ương.Hình I.12: Mô hình cấấu trúc Raster

u đi m c a cấấu trúc d li u d ng raster là

x lý và phấn tích Tôấc đ tính toán nhanh, th c hi n các phép toán b n đôồ dếẫử ộ ự ệ ả

dàng Dếẫ dàng liến kếất v i d li u viếẫn thám Cấấu trúc raster có nhớ ữ ệ ược đi m làể

kém chính xác vếồ v trí không gian c a đôấi tị ủ ượng Khi đ phấn gi i càng thấấpộ ả

(kích thước pixel l n) thì s sai l ch này càng tăngớ ự ệ

Mô hình d li u này thích h p trong mô t các đôấi tữ ệ ợ ả ượng, hi n tệ ượng phấnbôấ liến t c trong không gian (đ cao, nhi t đ , lo i hình s d ng đấất…), dùngụ ộ ệ ộ ạ ử ụ

đ l u gi thông tin d ng nh ( nh m t đấất, hàng không, vũ tr ) M t sôấể ư ữ ạ ả ả ặ ụ ộ

d ng mô hình bi u diếẫn bếồ m t nh DEM (ạ ể ặ ư Digital Elevation Model), DTM(Digital Terrain Model), TIN (Triangulated Irregular Network) trong CSDL cũngthu c d ng raster.ộ ạ

• Thu c tính c a ố nh:ộủả

Thu c tính gán cho ô seẫ đ nh nghĩa phấn l p, nhóm, ch đếồ ho c giá tr đo độ ị ớ ủ ặ ị ược t i v trí c a ô Ô có th có giá tr là sôấ nguyến ho c sôấ th p phấn Khi m t giáở ạ ị ủ ể ị ặ ậ ộ

tr sôấ nguyến đị ượ ử ục s d ng cho ô nh, nó có th đả ể ược dùng làm mã nh n d ng.ậ ạ

• Các ki u d li u: ểữ ệ

Giá tr ô nh có th bi u diếẫn cho m t trong bôấn ki u d li u sau đấy:ị ả ể ể ộ ể ữ ệ

• Ki u d li u đ nh danh (Nominal data): M t giá tr ki u d li uể ữ ệ ị ộ ị ể ữ ệ

đ nh danh giúp nh n d ng th c th này v i th c th khác Đấy làị ậ ạ ự ể ớ ự ể

nh ng giá tr đ nh tính, không ph i là giá tr đ nh lữ ị ị ả ị ị ượng S d ngử ụ

nominal data cho phấn lo i đấất.ạ

• Ki u d li u th t (Ordinary data): M t giá tr ki u d li u thể ữ ệ ứ ự ộ ị ể ữ ệ ứ

t xác đ nh h ng c a m t th c th so v i nh ng th c th khác.ự ị ạ ủ ộ ự ể ớ ữ ự ể

Nh ng phép đo này cho thấấy v trí, nh th t th nhấất, th haiữ ị ư ứ ự ứ ứ

ho c th ba, nh ng chúng không thiếất l p t l tặ ứ ư ậ ỷ ệ ương đôấi ho cặ

biến đ B n không th suy lu n ra độ ạ ể ậ ượ ực s khác nhau vếồ đ nhị

lượng nh là th c th này l n h n, cao h n, ho c dày đ c h nư ự ể ớ ơ ơ ặ ặ ơ

nh ng th c th khác ra sao.ữ ự ể

• Ki u kho ng d li u: M t giá tr ki u kho ng d li u đ i di n choể ả ữ ệ ộ ị ể ả ữ ệ ạ ệ

m t phép đo theo m t thang chia đ nào đấấy nh th i gian trongộ ộ ộ ư ờ

ngày, nhi t đ Fahrenheit và giá tr đ pH Có th làm nh ng phépệ ộ ị ộ ể ữ

so sánh t ương đôấi gi a các kho ng d li u Vi c so sánh giá tr đoữ ả ữ ệ ệ ị

v i đi m 0 c a thang chia đ là không có ý nghĩa.ớ ể ủ ộ

• Ki u d li u t l : M t giá tr ki u d li u t l đ i di n m t giáể ữ ệ ỷ ệ ộ ị ể ữ ệ ỷ ệ ạ ệ ộ

tr đo trến m t thang chia đ v i đi m gôấc 0 côấ đ nh và có ý nghĩa.ị ộ ộ ớ ể ị

Các toán t có th s d ng đử ể ử ụ ược nh ng giá tr này đ d đoán kếấtữ ị ể ự

qu Nh ng ví d c a ki u d li u t l là đ tu i, kho ng cách,ả ữ ụ ủ ể ữ ệ ỷ ệ ộ ổ ả

tr ng lọ ượng và th tích.ể

• Các d ng d li u raster:ạữ ệ

• Ảnh v tinh: Thu nh n nh v tinh là m t cách veẫ b n đôồ m i tệ ậ ả ệ ộ ả ở ọ ỷ

l v i chi phí thấấp nhấất nh v tinh có lo i có màu ho c đen trăấng.ệ ớ ả ệ ạ ặ • Ảnh hàng không: Đ ược dùng đ t o ra nh ng b n đôồ chi tiếất.ể ạ ữ ả

• D li u d ng Vector ñữ ệ ở ạ ượ ổ ứ ởc t ch c 2 mô hình: mô hình Spagheti, mô hìnhquan h không gian Topology.ệ

*Mố hình Spagheti:

• Không mô t đả ược môấi quan h không gian gi a các ñôấi tệ ữ ượng, vì thếấ cácphép phấn tích, tính toán không gian ñếồu th c hi n khó khăn.ự ệ

• Đôấi v i d li u d ng vùng, đớ ữ ệ ạ ường ranh gi igi a 2 vùng ñớ ữ ược ghi nh n 2 lấồn,ậ

môẫi lấồn cho m t vùng.ộ

• u đi m c a mô hình là đ n gi n, dếẫ trình bày, biến t p, in ấấn vì v y vấẫnƯ ể ủ ơ ả ậ ậ

đượ ử ục s d ng r ng rãi đ thành l p b n đôồ.ộ ể ậ ả

• Phấồn mếồm ñi n hình là Mapinfoể

* Mố hình quan h khống gian Topology:ệ

• Mô hình Vector Topology: ph c t p, các ñôấi tứ ạ ượng ñược qu n lý b i to đ vàả ở ạ ộ

băồng môấi quan h không gian gi a các đôấi tệ ữ ượng • Mô hình DL Vector Topology gôồm:

– Thông tin vếồ v trí không gian (Spatial data): th hi n theo mô hình Vector -ị ể ệ

các t a đ mô t v trí, hình d ng, đọ ộ ả ị ạ ường biến c a các đôấi tủ ượng.

– Thông tin vếồ quan h không gian (Relational Spatial data –Topology) Mô hìnhệ

DLTopology th hi n QHKG dể ệ ưới 3 ki u quan h là:ể ệ

+ Liến thông v i nhau : th hi n d ng file thớ ể ệ ạ ường – đi m nôấi (Arc-Nodeể

+Kếồ nhau : th hi n dể ệ ướ ại d ng file mô t đả ường bao (Polygon- Arc Topology )+Năồm trong nhau, ph nhau ủ

- Dếẫ dàng th c hi n nhiếồu phép toán phấn tích khác nhau.ự ệ

- Bài toán mô ph ng là có th th c hi n ñỏ ể ự ệ ược do ñ n v không gianlà giôấngơ ị

nhau (ô ñ n v ).ơ ị

-Kyẫ thu t x lý ñ n gi n.ậ ử ơ ả

Nhược đi m:ể

- Dung lượng d li u l n.ữ ệ ớ

- Đ chính xác có th gi m nếấu s d ng không h p lý kích thộ ể ả ử ụ ợ ướccác ô ñ n v ơ ị

- Các quan h Topo đệ ược xác đ nh băồng m ng kếất nôấi.ị ạ

- Chính xác vếồ hình h c, chấất lọ ượng không thay ñ i khi phóng toổ

- Kh năng s a ch a, b sung, thay đ i các d li u hình h c cũng nh thu cả ử ữ ổ ổ ữ ệ ọ ư ộ