1.Trình bày khái niệm và các thành phần của hệ thống thông tin địa lý Khái niệm: GIS (Geographical Information System) là một hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, truy vấn, tích hợp, thao tác, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian. GIS là một trong những công cụ hữu hiệu nhất để hiển thị và phân tích dữ liệu địa lý hay còn gọi là dữ liệu không gian Các thành phần cơ bản của GIS Phần cứng: là hệ thống máy tính và các thiết bị ngoại vi cho cài đặt và vận hành phần mềm GIS. + Máy tính + Máy in + Bàn số hóa + Đĩa CD và ổ USB Phần mềm: cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu trữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý. + ArgGis + Idrisi + Mapinfo + MicroStation Dữ liệu: là thành phần quan trọng nhất. Dữ liệu được sử dụng trong GIS không chỉ là số liệu địa lý riêng rẽ mà còn được thiết kế trong 1 cơ sở dữ liệu +Bản đồ +Bảng thuộc tính Chuyên gia: GIS đòi hỏi những chuyên viên thông thạo, có kiến thức.. để vận hành GIS thực hiện các chức năng phân tích và xử lý các số liệu Phương pháp: bao gồm toàn bộ các thủ tục và thuật toán liên quan đến nhập, biên tập, chuyển đổi dữ liệu, truy vấn và phân tích dữ liệu + Phân lớp + Chồng xếp + Phân tích lân cận + Phân tích mạng
NỘI DUNG ÔN TẬP MÔN HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 1.Trình bày khái niệm thành phần hệ thống thông tin địa lý *Khái niệm: GIS (Geographical Information System) hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, truy vấn, tích hợp, thao tác, phân tích hiển thị liệu không gian GIS công cụ hữu hiệu để hiển thị phân tích liệu địa lý hay gọi liệu không gian *Các thành phần GIS - Phần cứng: hệ thống máy tính thiết bị ngoại vi cho cài đặt vận hành phần mềm GIS + Máy tính + Máy in + Bàn số hóa + Đĩa CD ổ USB - Phần mềm: cung cấp chức công cụ cần thiết để lưu trữ, phân tích hiển thị thông tin địa lý + ArgGis + Idrisi + Mapinfo + MicroStation - Dữ liệu: thành phần quan trọng Dữ liệu sử dụng GIS không số liệu địa lý riêng rẽ mà thiết kế sở liệu +Bản đồ +Bảng thuộc tính - Chuyên gia: GIS đòi hỏi chuyên viên thông thạo, có kiến thức để vận hành GIS thực chức phân tích xử lý số liệu - Phương pháp: bao gồm toàn thủ tục thuật toán liên quan đến nhập, biên tập, chuyển đổi liệu, truy vấn phân tích liệu + Phân lớp + Chồng xếp + Phân tích lân cận + Phân tích mạng Trình bày ưu, nhược điểm liệu vector Ưu điểm Nhược điểm - Dữ liệu lưu tốn nhớ - Cấu trúc liệu phức tạp liệu Raster - Thực phép toán chồng - Dữ liệu tạo từ độ phân ghép khó khăn giải gốc, khái quát - Vị trí điểm phải lưu trữ hóa liệu c ách xác - Độ xác dự liệu gốc -Sử dụng cho phân tích không gian, trì liệu Vector phải chuyển - Vị trí đối tượng định vị sang mô hình Topology Quá trình xác (nhất đối tượng sửa lỗi để tạo Toppology tốn điểm, đường đường bao) thời gian Hơn nữa, liệu - Cho phép tạo topo cho đối Topology phải thường xuyên tạo lại tượng, thực phân tích liệu điểm, đường đa mạng tiện ích giác thường xuyên thay đổi - Cấu trúc giúp cho người sử - Các thuật toán áp dụng cho phân dụng dễ dàng biên tập đồ, tích không gian phức tạp chỉnh sửa, in ấn - Các liệu liên tục liệu - Chuyến đổi hệ tọa độ độ cao, độ dốc không hiển thị thực dễ dàng hiệu với mô hình liệu - Truy vấn cập nhật liệu Vector tiện ích dễ dàng - Phân tích không gian làm trơn liệu thực ranh giới vùng (polygon) Trình bày ưu, nhược điểm liệu raster Ưu điểm Nhược điểm - Cấu trúc liệu đơn giản, - Độ phân giải Pixel hạn chế thành phần đồ khả mô tả chi tiết đối gồm Pixel tượng - Vị trí điểm lưu - Rất khó hiển thị đối tượng đơn giản tọa độ hàng hình tuyến xác đường cột ma trận số giao thông, thủy văn - Dễ thực chức xử - Kém xác vị trí không lý phân tích gian đối tượng Khi độ phân - Tốc độ tính toán nhanh, thực giải thấp (kích thước pixel phép toán đồ dễ lớn) sai lệch tăng dàng - Xử lý liệu thuộc tính khó - Thích hợp cho mô hình hóa khăn trường hợp sở tính toán định lượng liệu lớn Mỗi đồ Raster - Dễ dàng liên kết với liệu tương ứng với thuộc tính viễn thám định - Dữ liệu Raster thích hợp với - Hầu hết liệu tồn thiết bị đầu máy in dạng Vector, để sử dụng (electrostatic plotters) hiển thị liệu Raster, ta cần thực liệu terminals) đồ họa (graphic chuyển đổi liệu sang dạng Raster - Nhiều liệu số ảnh vệ - Các đồ Raster thường có tinh, ảnh máy bay sẵn có đa màu sắc hấp dẫn đẹp dạng, có khả cập nhật liệu Vector nhanh liệu số - Chuyển đổi hệ tọa độ thực khó khăn liệu Vector Trình bày cách nén liệu raster theo phương pháp nén tứ phân Phương pháp nén tứ phân (Quadtree block): Phương pháp nén dựa sở chia liên tục dạng ma trận 2n x 2n thành thành phần tứ phân Cả vùng đồ chia thành bốn phần liên tục thỏa mãn điều kiện ô vuông phải nằm trọn vùng nghiên cứu Giới hạn thấp phép chia Pixel Cấu trúc khối trình bày dạng tứ phân gọi Quadtree Toàn mảng gồm n x 2n điểm nút gốc tứ phân chiều cao lớn n tầng Mỗi nút có bốn nhánh Nút tương ứng với Quadtree mà không cần phải tiếp tục chia tiếp để bao trùm vùng nghiên cứu Hình 2-28a,b minh họa phương pháp nén tứ phân Từ vùng gốc (Hình 2-28a) chia thành vùng cấp A, F Vùng cấp góc trái lại phân thành bốn vùng cấp tiếp vùng I, H, G Tiếp tục, ta lại chia vùng cấp thành vùng cấp vùng 1, 2, 3, (Hình 2-28b) Phương pháp nén hình tứ phân có ưu điểm so với phương pháp lưu trữ nén khác Nó làm tiện ích tính toán diện tích chu vi vùng có hình dạng chuẩn giảm bớt lưu trữ với độ phân giải khác đặc điểm thay đổi độ phân giải giảm lưu trữ khu vực có giá trị thông số thuộc tính đồng Tuy nhiên, vấn đề nảy sinh phương pháp vùng có kích thước hình dạng biểu thị Quadtree khác nên gây khó khăn cho việc phân tích nhận hình dạng Mặt khác, gây khó khăn ta muốn chia nhỏ vùng hay tạo lỗ trống không vùng đồ Ngoài ra, phương pháp nén khác sử dụng phương pháp nén theo đường biên vùng (Chain codes), phương pháp nén theo khối (Block codes) Các phương pháp nén lớp liệu ảnh vệ tinh (các kênh, band) sử dụng theo phương pháp BSQ (Band sequential), BIL (Band interleaved by line) BIP (Band interleaved by pixel) Trình bày nguyên lý chuyển từ liệu vector sang raster ngược lại Trình bày chuẩn trình bày liệu địa lý Chuẩn trình bày liệu địa lý áp dụng để xây dựng danh mục trình bày đối tượng địa lý loại sở liệu địa lý Khi trình bày liệu địa lý phải áp dụng nguyên tắc chung Thông tin trình bày liệu địa lý phải lưu trữ độc lập với tập liệu địa lý Một tập liệu địa lý trình bày theo nhiều cách khác không làm thay đổi nội dung liệu Các quy tắc trình bày áp dụng cho kiểu đối tượng địa lý lược đồ ứng dụng tổ chức lưu trữ danh mục trình bày đối tượng địa lý Các thị trình bày tổ chức lưu trữ độc lập với danh mục trình bày đối tượng địa lý Danh mục trình bày 10 liệu địa lý mã hoá theo mã hóa danh mục trình bày liệu địa lý thực theo lược đồ XML phép áp dụng thêm đặc tả kỹ thuật trình bày Hiệp hội OpenGIS để xây dựng, mã hóa danh mục trình bày liệu địa lý Trình bày chuẩn hệ quy chiếu toạ độ Chuẩn hệ quy chiếu toạ độ áp dụng để mô tả chi tiết hệ quy chiếu toạ độ sử dụng xây dựng sở liệu địa lý Mô hình hệ quy chiếu toạ độ mô tả thông qua mô hình khái niệm Thông tin địa lý sở xây dựng theo Hệ quy chiếu Hệ toạ độ quốc gia VN-2000 Hệ quy chiếu độ cao Hệ độ cao quốc gia Hòn Dấu - Hải Phòng Quy định mã hệ quy chiếu tọa độ Hệ quy chiếu Hệ toạ độ quốc gia VN- 2000 quy định theo quy chuẩn kỹ thuật Trình bày chuẩn mô hình cấu trúc liệu địa lý 11 Chuẩn mô hình cấu trúc liệu địa lý bao gồm ngôn ngữ biểu diễn mô hình cấu trúc liệu địa lý, kiểu liệu nguyên thủy sau áp dụng định nghĩa mô hình cấu trúc liệu địa lý, mô hình đối tượng địa lý tổng quát quy tắc xây dựng lược đồ ứng dụng Ngôn ngữ biểu diễn mô hình cấu trúc liệu địa lý ngôn ngữ UML (Unified Modeling Language) để biểu diễn lược đồ khái niệm lược đồ lược đồ ứng dụng định nghĩa thông tin địa lý sở loại thông tin địa lý khác Các kiểu liệu nguyên thủy sau áp dụng định nghĩa mô hình cấu trúc liệu địa lý bao gồm kiểu liệu số (Number), kiểu liệu số nguyên (Integer), kiểu liệu số thực (Real), kiểu liệu xâu ký tự (CharacterString), kiểu liệu ngày-tháng-năm (Date), kiểu liệu giờ-phút-giây (Time), kiểu liệu ngày-giờ (DateTime) kiểu liệu logic (Boolean) Mô hình đối tượng địa lý tổng quát mô hình đối tượng địa lý tổng quát dùng để mô hình hóa đặc tính 12 kiểu đối tượng địa lý nhằm mục đích phân loại định nghĩa kiểu đối tượng địa lý danh mục đối tượng địa lý lược đồ ứng dụng, quy định cấu trúc nội dung danh mục đối tượng địa lý, quy định lược đồ trình bày liệu địa lý Các đặc tính kiểu đối tượng địa lý bao gồm tên gọi kiểu đối tượng địa lý, định nghĩa mô tả kiểu đối tượng địa lý, thuộc tính kiểu đối tượng địa lý, quan hệ liên kết, quan hệ tổng quát hóa chi tiết hóa Các quy tắc xây dựng lược đồ ứng dụng quy tắc xây dựng lược đồ ứng dụng áp dụng để mô tả kiểu đối tượng địa lý định nghĩa theo mô hình đối tượng địa lý tổng quát, định nghĩa cấu trúc liệu lược đồ ứng dụng, xây dựng lược đồ ứng dụng cho loại liệu địa lý Trình bày cách phân loại đối tượng địa lý tự nhiên 13 10 Trình bày loại sai số liệu địa lý thu thập liệu Sai số dung lượng mẫu quan trắc: Đã có nhiều nghiên cứu phân bố điểm mẫu quan trắc ảnh hưởng đến sai số liệu Tuy vậy, sở cung cấp liệu đồ thường từ chối cung cấp thông tin liên quan đến trình lấy mẫu thu thập thông tin để xây dựng đồ Hiện nay, thái độ có chiều hướng thay đổi Ví dụ, Viện điều tra đất Hà Lan cung cấp thông tin công ty điều tra đất thực công tác điều tra liệu thành lập đồ Các thông tin bao gồm vị trí phân loại điểm lấy mẫu Trung tâm điều tra đất Anh cung cấp cho khách hàng mua đồ thông tin tương tự Khi có đầy đủ thông tin địa điểm, thời gian lấy mẫu thông tin liên quan người sử dụng đồ sử dụng công cụ thống kê lý thuyết thông kê lấy mẫu, kỹ thuật 14 xử lý thống kê địa vật lý, v.v để xem xét đánh giá với mức độ tin cậy hợp lý cho kết phân tích liệu GIS Sai số thiết bị quan trắc: Nhìn chung thiết bị quan trắc có sai số mức độ định Đặc biệt, liệu thu thập có sai số lớn thiết bị quan trắc cũ hay bị hư hỏng sử dụng Sai số phân tích phòng thí nghiệm: Sai số liệu xuất trình phân tích mẫu phòng thí nghiệm Ví dụ, việc phân tích tiêu lý, hóa sinh học đất phòng thí nghiệm xuất sai số liệu Tuy nhiên, nhìn chung chất lượng liệu thu thập thông qua phân tích phòng thí nghiệm sai số so với thu thập liệu phương pháp khác Lưu ý liệu phân tích mẫu với phương pháp phòng thí nghiệm khác thường cho kết khác Một nghiên cứu so sánh kết phân tích phòng thí nghiệm Trung tâm thông tin quốc tế 15 đất (International Soil Reference and Information Center, Wageningen, 1986) cho biết biến động kết phân tích của mẫu đất ± 11% thành phần sét, ±20% mức độ trao đổi ion (±25% cho thành phần sét), ±10% mức độ bão hòa ±0.2 đơn vị số đo pH Sai số số hóa đồ: Nguồn gốc sai số trình số hóa chủ yếu từ sai số đồ gốc Với đối tượng điểm, sai số thường sai lệch vị trí Với đối tượng đường, sai số chủ yếu kích thước đường biên quanh đối tượng vùng lớn Nguyên tắc chung lấy đường đường biên làm đường biên số hóa Ngoài ra, kỹ số hóa kỹ thuật viên ảnh hưởng đến sai số liệu Sai lệch vị trí đối tượng địa lý liên tục: Dữ liệu ranh giới đất hiển thị đạt độ xác cao Tuy nhiên, đường biên đơn vị đất kiểu phân bố thực vật khó 16 đạt độ xác cao Ví dụ, đồ phân loại thực vật ranh giới hai loại thực vật không rõ ràng có vùng chuyển tiếp chuyển tiếp khí hậu, loại đất, chế độ nước địa hình Hơn nữa, ranh giới biến đổi chế độ thủy văn độ dốc ranh giới rõ ràng Những khó khăn hiển thị ranh giới đối tượng địa lý nguyên nhân dẫn đến sai lệch vị trí Sai lệch liệu thuộc tính: Độ xác liệu thuộc tính phụ thuộc vào mức độ tin cậy liệu chúng gán vào thực thể điểm, đường vùng đồ Người ta phân biệt độ xác định tính độ xác định lượng Độ xác định tính liên quan đến chất liệu thuộc tính Ví dụ, đất đơn vị sử dụng đất trồng hoa màu thích ăn Độ xác định lượng liên quan đến ước tính giá trị thuộc tính Ví dụ, máy đo pH không hiệu 17 chỉnh tốt gây sai số cao đơn vị pH cho tất số đo 11 Trình bày số lợi ích chuẩn hoá đối tượng địa lý - Chuẩn hóa liệu địa lý mang lại hiệu kinh tế rõ rệt giảm chi phí thu thập xử lý liệu Sự chuẩn hóa liệu địa lý thúc đẩy trao đổi thông tin nhóm sử dụng thông tin thuận lợi hiệu Ở khía cạnh kinh tế, góp phần giảm chi phí cho xây dựng liệu biên tập sở liệu Đặc biệt, chuẩn hóa liệu giúp cho nhà phát triển phần mềm hệ thống GIS hình thành tiêu chuẩn chung - Chuẩn hóa giảm thiểu sai số mát liệu Nếu liệu xây dựng theo định dạng cấu trúc khác Dữ liệu chuyển đổi từ dạng sang dạng khác gây tượng liệu sai số liệu so với liệu gốc 18 - Chuẩn hóa tạo điều kiện cho chia sẻ liệu cho nhóm người sử dụng phần mềm GIS khác - Chuẩn hóa tạo thuận lợi cho công tác đào tạo sử dụng hệ GIS Ví dụ, phát triển phần mềm chuẩn cho phép nhiều người sử dụng phần mềm cho nhiều mục đích khác nhau, giảm cho phí phát triển phần mềm không cần thiết - Nâng cao chất lượng quản lý liệu giảm sai số liệu 12 Trình bày chuẩn chất lượng liệu địa lý Chuẩn chất lượng liệu địa lý áp dụng để xây dựng quy định chất lượng cho loại liệu địa lý xây dựng quy trình đánh giá chất lượng cho loại liệu địa lý Để đánh giá chất lượng liệu địa lý, áp dụng hai nhóm tiêu chí đánh giá chất lượng nhóm tiêu chí đánh giá chất lượng theo định lượng nhóm tiêu chí đánh giá chất lượng theo định tính Để đánh giá chất lượng liệu địa lý phép lựa chọn hai phương 19 pháp phương pháp đánh giá chất lượng liệu trực 144 tiếp phương pháp đánh giá chất lượng liệu gián tiếp Các phương pháp đánh giá chất lượng liệu địa lý quy định cụ thể theo quy chuẩn kỹ thuật 20 [...]... liệu địa lý, kiểu dữ liệu nguyên thủy sau được áp dụng khi định nghĩa mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý, mô hình đối tượng địa lý tổng quát và các quy tắc xây dựng lược đồ ứng dụng Ngôn ngữ biểu diễn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý là ngôn ngữ UML (Unified Modeling Language) để biểu diễn các lược đồ khái niệm và lược đồ lược đồ ứng dụng trong định nghĩa thông tin địa lý cơ sở và các loại thông tin địa lý. .. thông tin về các công ty điều tra đất đã thực hiện công tác điều tra dữ liệu thành lập bản đồ Các thông tin này còn bao gồm cả vị trí và phân loại các điểm lấy mẫu Trung tâm điều tra đất của Anh cũng cung cấp cho khách hàng mua bản đồ những thông tin tương tự Khi có đầy đủ các thông tin về địa điểm, thời gian lấy mẫu và các thông tin liên quan thì người sử dụng bản đồ có thể sử dụng những công cụ thống. .. tượng địa lý nhằm mục đích phân loại và định nghĩa kiểu đối tượng địa lý trong danh mục đối tượng địa lý hoặc trong lược đồ ứng dụng, quy định cấu trúc và nội dung danh mục đối tượng địa lý, quy định lược đồ trình bày dữ liệu địa lý Các đặc tính cơ bản của kiểu đối tượng địa lý bao gồm tên gọi của kiểu đối tượng địa lý, định nghĩa hoặc mô tả về kiểu đối tượng địa lý, các thuộc tính của kiểu đối tượng địa. .. tả thông qua một mô hình khái niệm Thông tin địa lý cơ sở được xây dựng theo Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-2000 Hệ quy chiếu độ cao là Hệ độ cao quốc gia Hòn Dấu - Hải Phòng Quy định về mã hệ quy chiếu tọa độ của Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN- 2000 quy định theo quy chuẩn kỹ thuật 8 Trình bày chuẩn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý 11 Chuẩn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý bao gồm ngôn... thuộc tính Ví dụ, một máy đo pH không được hiệu 17 chỉnh tốt có thể gây sai số cao hơn một đơn vị pH cho tất cả các số đo 11 Trình bày một số lợi ích chính của chuẩn hoá đối tượng địa lý - Chuẩn hóa dữ liệu địa lý mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt như giảm chi phí thu thập và xử lý dữ liệu Sự chuẩn hóa dữ liệu địa lý thúc đẩy sự trao đổi thông tin giữa các nhóm sử dụng thông tin được thuận lợi và hiệu quả...dữ liệu địa lý được mã hoá theo mã hóa danh mục trình bày dữ liệu địa lý được thực hiện theo lược đồ XML và được phép áp dụng thêm đặc tả kỹ thuật trình bày của Hiệp hội OpenGIS để xây dựng, mã hóa danh mục trình bày dữ liệu địa lý 7 Trình bày chuẩn hệ quy chiếu toạ độ Chuẩn hệ quy chiếu toạ độ được áp dụng để mô tả chi tiết hệ quy chiếu toạ độ sử dụng khi xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý Mô hình hệ quy... địa lý, các quan hệ liên kết, các quan hệ tổng quát hóa và chi tiết hóa Các quy tắc xây dựng lược đồ ứng dụng là các quy tắc xây dựng lược đồ ứng dụng được áp dụng để mô tả các kiểu đối tượng địa lý được định nghĩa theo mô hình đối tượng địa lý tổng quát, định nghĩa cấu trúc dữ liệu trong một lược đồ ứng dụng, xây dựng lược đồ ứng dụng cho các loại dữ liệu địa lý 9 Trình bày cách phân loại đối tượng địa. .. cách phân loại đối tượng địa lý tự nhiên 13 10 Trình bày các loại sai số dữ liệu địa lý do thu thập dữ liệu Sai số do dung lượng mẫu quan trắc: Đã có rất nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng phân bố các điểm mẫu quan trắc ảnh hưởng đến sai số dữ liệu Tuy vậy, các cơ sở cung cấp dữ liệu bản đồ thường từ chối cung cấp các thông tin liên quan đến quá trình lấy mẫu và thu thập thông tin để xây dựng các bản đồ Hiện... đủ các thông tin về địa điểm, thời gian lấy mẫu và các thông tin liên quan thì người sử dụng bản đồ có thể sử dụng những công cụ thống kê như lý thuyết thông kê lấy mẫu, kỹ thuật 14 xử lý thống kê địa vật lý, v.v để xem xét và đánh giá với mức độ tin cậy hợp lý cho các kết quả phân tích dữ liệu GIS Sai số do thiết bị quan trắc: Nhìn chung các thiết bị quan trắc đều có sai số ở một mức độ nhất định... Chuẩn hóa tạo thuận lợi cho công tác đào tạo và sử dụng các hệ GIS Ví dụ, sự phát triển các phần mềm chuẩn sẽ cho phép nhiều người có thể sử dụng cùng một phần mềm cho nhiều mục đích khác nhau, giảm cho phí phát triển phần mềm không cần thiết - Nâng cao chất lượng quản lý dữ liệu và giảm sai số dữ liệu 12 Trình bày chuẩn chất lượng dữ liệu địa lý Chuẩn chất lượng dữ liệu địa lý được áp dụng để xây dựng