Cơ sở viễn thám và GIS

. Khái quát quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu trong các hệ thống thông tin địa lý Quá trình nhập và biên tập cơ sở dữ liệu Vector Quá trình nhập và biên tập cơ sở dữ liệu Raster Tổ chức và nhập dữ liệu thuộc tính trong hệ thống GIS Vai trò và ý nghĩa của kết nối cơ sở dữ liệu bản đồ với dữ liệu thuộc tính Hiển thị và xuất dữ liệu

4 Tổ chức và nhập dữ liệu thuộc tính trong hệ thống GIS

6 Hiển thị và xuất dữ liệu

Lưu trữ & hiển thị dữ liệu

I.QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA

LÝ

Thu thập dữ liệu

Nhập dữ liệu là khâu quan trọng của quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu trong GIS Thông thường, nhập dữ liệu được thực hiện theo những loại dữ liệu sau

Nhập dữ liệu là khâu quan trọng của quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu trong GIS Thông thường, nhập dữ liệu được thực hiện theo những loại dữ liệu sau

Nhập dữ liệu

Quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu trong GIS

(a,b) thu thập dữ liệu bằng vệ tinh và GPS

(c) nhập và tạo cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính

(d) hiển thị dữ liệu

II.QUÁ TRÌNH NHẬP VÀ BIÊN TẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU VECTOR

• Nguồn dữ liệu cho xây dựng dữ liệu Vector có thể là ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, bản đồ giấy, dữ liệu điều tra điểm.

• Ảnh vệ tinh độ phân giải cao như ảnh vệ tinh Quickbird và ảnh máy bay có thể sử dụng để số hóa các đối tượng trên bề mặt Trái đất như đường giao thông, thủy văn, các thửa đất,…

Dinh Thống Nhất (Tp.HCM) qua ảnh vệ tinh

Quickbird

Tuy nhiên, sau khi hoàn thành số hóa cần thăm quan hiện trường để kiểm chứng kết quả

Quá trình nhập và biên tập cơ sở dữ liệu vector

1 Số hóa dữ liệu trực tiếp từ bàn số hóa

Số hóa dữ liệu dựa vào bàn số hóa (on-tablet manual

digitizing) là quá trình chuyển thông tin từ dạng bản đồ giấy

sang dạng số.

Sơ lươc cấu tạo bàn số hóa

 Bàn số hóa có kích thước khác nhau, biến động từ 30cm x 30cm đến 1,1m x 1,5m và được chia thành các ô vuông đều nhau sử dụng hệ tọa độ phẳng để định vị các đối tượng trên bản đồ đặt trên bàn số hóa.

1 Số hóa dữ liệu trực tiếp từ bàn số hóa

• Quá trình số hóa cần thực hiện các nội dung cơ bản sau:

2 Số hóa dữ liệu dựa trên nền ảnh quét

• Số hóa dữ liệu dựa trên nền ảnh quét (on-screem manual digitizing) là phương pháp số hóa các đối tượng bản đồ (điểm, đường, vùng) trực tiếp trên màn hình máy tính

2 Số hóa dữ liệu dựa trên nền ảnh quét

• Nội dung cơ bản của số hóa dựa vào ảnh quét bao gồm:

- Thu thập bản đồ giấy hay ảnh cần quét.

- Quét bản đồ giấy và làm sạch bản đồ quét.

- Nắn ảnh quét để đăng ký hệ quy chiếu tọa độ cho bản đồ số hóa.

- Số hóa (vectorization) các đối tượng điểm, đường, vùng trên nền ảnh quét.

- Chỉnh lý, biên tập và chuẩn hóa bản đồ đã được số hóa.

3 Nhập dữ liệu Vector từ kết quả đo đạc thực địa

• Dữ liệu đo đạc thực địa là dữ liệu được thu thập bằng các thiết bị chuyên dùng như máy trắc địa điện tử, máy định vị toàn cầu GPS hay các thiết bị quan trắc môi trường khác

• Dữ liệu đo đạc trắc địa có thể nhập trực tiếp vào phần mềm chuyên dùng như phần mềm đo vẽ và thành lập bản đồ địa chính (FAMIS) hay các phần mềm ArcGIS, IDRISI

4 Chỉnh lý và biên tập dữ liệu Vector

• Quá trình thu thập, nhập dữ liệu không gian và thuộc tính không thể tránh khỏi các lỗi Việc chỉnh lý và biên tập dữ liệu, chuẩn hóa dữ liệu là rất cần thiết

• Chỉnh lý và biên tập dữ liệu dạng điểm: Các lỗi điểm trong quá trình số hóa dữ liệu điểm có thể bao gồm sai lệch vị trí

(tọa độ) của các điểm dữ liệu so với hệ quy chiếu lựa chọn, thuộc tính đồ họa, lỗi sai về hình dạng và kích thước điểm Như vậy, công việc chỉnh lý dữ liệu điểm sẽ là giảm thiểu hay khử đi những lỗi thuộc về sai lệch vị trí, thuộc tính đồ họa, hình dạng và kích thước của đối tượng điểm

• Chỉnh lý và biên tập dữ liệu dạng đường: Sau quá trình số hóa các dữ liệu dạng đường có thể có các lỗi về chứa nhiều

điểm thừa trên đường, thiếu điểm nên đường chưa trơn và mềm, tồn tại các điểm cuối tự do bởi vì do đường bắt quá, chưa bắt tới, đường trùng nhau

• Chỉnh lý và biên tập dữ liệu dạng vùng: Các lỗi vùng thường bao gồm thừa vùng hay thiếu vùng sinh

ra trong quá trình số hóa

• Chỉnh lý và biên tập dữ liệu dạng chữ: Sau quá trình số hóa, dữ liệu dạng chữ có thể lỗi về vị trí, kiểu

chữ và kích thước và các thuộc tính định dạng text Quá trình sửa lỗi liên quan đến dữ liệu dạng chữa là chỉnh font chữ, kích thước, hướng và vị trí của chữ cho phù hợp

III.QUÁ TRÌNH NHẬP VÀ BIÊN TẬP CSDL RASTER

III.QUÁ TRÌNH NHẬP VÀ BIÊN TẬP CSDL RASTER

Các giai đoạn trong Quá trình nhập dữ liệu và biên tập cơ sở dữ liệu Raster

Một số công đoạn cơ bản trong quá trình xây dựng cơ sở dữ

liệu Raster trong GIS Một số công đoạn cơ bản trong quá trình xây dựng cơ sở dữ

liệu Raster trong GIS

Nguồn dữ liệu ảnh máy bay

• Nguồn thông tin hữu ích về một vùng tương đối rộng lớn mà không cần khảo sát thực địa

• Khi sử dụng một cặp hai ảnh chồng xếp lên nhau có thể tạo dựng thành ảnh 3D

• Thông qua diễn giải ảnh, người phân tích ảnh phân loại đối tượng trong ảnh và đưa dữ liệu mới vào hệ thống quản lý hoặc cập nhật thông tin

Ảnh máy bay chụp vùng ven biển miền Trung nước ta

Ảnh 3D

Nguồn dữ liệu ảnh viễn thám

chuyển động theo quỹ đạo nhất định

Thành phố Huế

• Các dữ liệu quan trắc dạng điểm cũng là nguồn dữ liệu quý giá để nội suy thành cơ sở dữ liệu Raster

• Các mô hình số độ cao của các bản đồ địa hình tỷ lệ lớn thường được nội suy từ dữ liệu điểm Hầu hết

các loại dữ liệu cần phải được nắn để đảm bảo độ chính xác

• Thông thường dữ liệu địa hình, mạng lưới giao thông, các điểm mốc và dữ liệu quan trắc thực địa bằng GPS được sử dụng như điểm khống chế để nắn ảnh

Ảnh vệ tinh LANDSAT vùng ven biển cửa Cấm – cửa Nam Triều (Hải Phòng)Ảnh vệ tinh hệ thống đèn điện khu vực Châu Âu năm 2012

• Ngoài ra, ghép các ảnh nhỏ để tạo ra ảnh có kích thước lớn hơn (mosaic) cũng cần được thực hiện nếu như vùng nghiên cứu rộng lớn

Ghép ảnh nhỏ để tạo ra ảnh có kích thước lớn hơn

• Khi ghép các ảnh nhỏ thành một ảnh lớn sẽ có một số pixel giáp ranh chồng xếp lên nhau Pixel chồn

g xếp có thể là giá trị của ảnh thứ nhất, thứ hai, giá trị trung bình, giá trị Min hay Max từ ảnh 1 và 2

IV.TỔ CHỨC - NHẬP DỮ LIỆU THUỘC TÍNH

Dữ liệu thuộc tính có thể xây dựng trực tiếp trong các hệ thống GIS như ArcGIS, IDRISI, Mapinfo Các phần mềm

này cho phép tích hợp dữ liệu không gian (bản đồ) và dữ liệu thuộc tính trong cùng một môi trường

Tổ chức- Nhập dữ liệu thuộc tính

www.trungtamtinhoc.edu.vn

1.Xác định mục đích và nhiệm vụ của cơ sở dữ liệu.

Đây là bước quan trọng vì nó định hình cấu trúc cơ sở dữ liệu Mục đích của cơ sở dữ liệu quy định nội dung thông tin của cơ sở dữ liệu

2.Xác định các đối tượng địa lý được mô tả trong bảng dữ liệu thuộc tính

Các đối tượng của bảng dữ liệu thuộc tính phụ thuộc vào các đối tượng xuất hiện trong bản đồ như bảng dữ liệu thửa đất và các thông tin mô tả thửa đất

Xác định các đối tượng địa lý được mô tả trong bảng dữ liệu thuộc tính

3.Xác định tập hợp thuộc tính muốn ghi lại về các đối tượng

Ví dụ: Với một thử đất, thuộc tính có thể bao gồm các thông tin về đặc điểm tự nhiên, kinh tế

và xã hội thửa đất

4.Đặt tên trường và xác định kiểu dữ liệu cho mỗi trường của bảng thuộc tính

Bước này sẽ xác định tên ngắn ngọn về các trường thuộc tính của đối tượng và kiểu dữ liệu cho từng thuộc tính

Đặt tên trường và xác định kiểu dữ liệu cho mỗi trường của bảng thuộc tính

5.Xác định số bảng thuộc tính trong của cơ sở dữ liệu

Để tiện ích cho quá trình nhập dữ liệu, biên tập, truy vấn, cập nhật hay phân tích dữ liệu thuộc tính, Tập các thuộc tính có thể chia ra thành nhiều bảng dữ liệu thuộc tính riêng biệt

Ví dụ về bảng thuộc tính tuyến đường bộ trong cơ sở dữ liệu về giao thông Tây Bắc

6.Xác định mối quan hệ giữa các bảng dữ liệu thuộc tính:

Các bảng dữ liệu thuộc tính cần liên kết với nhau theo cấu trúc mô hình dữ liệu quan hệ Sự quan hệ này hỗ trợ cho hoạt động truy vấn và phân tích dữ liệu ở bước sau được thuận lợi hơn.

Ví dụ về mối quan hệ giữa các bảng dữ liệu thuộc tính trong quản lý đất đai

V.KẾT NỐI CƠ SỞ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ VỚI DỮ LIỆU THUỘC TÍNH

ĐẶC ĐIỂM

Ảnh minh họa việc truy vấn bản đồ thể hiện thông tin thuộc tính

VAI TRÒ

Ý NGHĨA

VI HIỂN THỊ VÀ XUẤT DỮ LIỆU

6 HIỂN THỊ VÀ XUẤT DỮ LIỆU

HIỂN THỊ BẢN ĐỒ DỮ LIỆU VECTOR

 Đối tượng điểm của bản đồ địa chính bao gồm

nhiều đối tượng khác nhau

 Mỗi đối tượng dạng điểm này được hiển thị

bằng một ký hiệu cụ thể

Ví dụ

HIỂN THỊ BẢN ĐỒ DỮ LIỆU VECTOR

• Các phần mềm GIS thương thiết kế sẵn hệ thống ký hiệu điểm, đường và vùng rất phong phú để hỗ trợ

người dung hiển thị thông tin hiệu quả

• Hệ thống ký hiệu có thể tổ chức thành các thư viện ký hiệu khác nhau.Ví dụ như trong 2 phần mềm MicroStation và Phần mềm ArcGIS

HIỂN THỊ BẢN ĐỒ DỮ LIỆU VECTOR

Thư viện ký hiệu đường trong Microstation

Hệ thống các ký hiệu điểm và pattern được thiết kế và lưu sẵn trong thư viện ký hiệu điểm (Cell Library) , thư viện ký hiệu đường (Line Style Library) Tuy nhiên ta có thể thiết kế thêm các ký hiệu điểm, đường và Pattern cho phù hợp với mục đích của người dùng

Phần mềm MicroStation

Thư viện ký hiệu điểm lưu trong Microstation

Hệ thống ký hiệu điểm, đường và pattern cũng rất phong phú để hỗ trợ người dung hiển thị dữ liệu rất hiệu quả Ta có thể sử dụng các ký hi ệu sẵn có trong thư viện để hiển thị bản đồ hay biên tập lại đối t ượng cho phù hợp với mục đích của người dùng thông qua chức năng biên tập ký hiệu (Edit Symbol) của ArcGIS

Thư viện ký hiệu điểm Arcgis Thư viện ký hiệu đường Arcgis

Phần mềm ArcGIS

• Với bản đồ cấu trúc dạng Raster, đơn vị cơ sở là Pixel Mỗi bản đồ coi như một ma trận số hay như bề mặt thống kê Phương tiện để hiển thị sự khác nhau về giá trị giữa các pixel thông thường là màu Mỗi màu đặc trưng cho một giá trị pixel hay nhóm pixel có cùng giá trị

• Trong các phần mềm GIS, thư viện các dải màu được thiết kế sẵn để hỗ trợ hiển thị dữ liệu dạng Raster, người dùng có thể lựa chọn hoặc thiết kế thêm các dải màu cho phù hợp với lớp đối tượng cần hiển thị

HIỂN THỊ BẢN ĐỒ DỮ LIỆU RASTER

HIỂN THỊ BẢN ĐỒ DỮ LIỆU RASTER

Màu hiển thị giá trị Pixcel của bản đồ Raster Thư viện ký hiệu vùng (pattern) trong Arcgis

Với các đối tượng là chữ viết xuất hiện ở cả bản đồ số dạng Vector và Raster, hiển thị nhóm đối tượng này đơn giản hơn đối tượng điểm, đường, vùng và pixel Các đặc điểm chính gồm phông chữ, kích thước chữ, kiểu chữ

XUẤT DỮ LIỆU

Dữ liệu GIS có thể được xuất theo nhiều cách:

1.Dương Đăng Khôi (2012) Giáo trình Hệ thống thông tin địa lý Trường ĐH Tài Nguyên và Môi trường HN

2.Lê Bảo Tuấn Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý _ Khoa Môi trường_Trường ĐH Huế

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TÀI LIỆU THAM KHẢO

www.trungtamtinhoc.edu.vn

Thank You!

www.themegallery.com