ĐỀ CƯƠNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ

HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ Câu 1: Khái niệm GIS theo chức năng. Các thành phần cơ bản của hệ thống GIS. 1, Khái niệm GIS: Theo chức năng, GIS là một hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, truy vấn, tích hợp, thao tác, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian. 2, Các thành phần cơ bản của hệ thống GIS: • Theo nghĩa hẹp, GIS được định nghĩa như một hệ phần mềm thực hiện chức năng nhập dữ liệu, xây dựng cơ sở dữ liệu, phân tích dữ liệu và trình bày dữ liệu qua các thiết bị đầu ra. • Theo nghĩa rộng, GIS bao gồm phần cứng, phần mềm, dữ liệu, phương pháp, con người :

HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ Câu 1: Khái niệm GIS theo chức Các thành phần hệ thống GIS 1, Khái niệm GIS: Theo chức năng, GIS hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, truy vấn, tích hợp, thao tác, phân tích hiển thị liệu không gian 2, Các thành phần hệ thống GIS: • • Theo nghĩa hẹp, GIS định nghĩa hệ phần mềm thực chức nhập liệu, xây dựng sở liệu, phân tích liệu trình bày liệu qua thiết bị đầu Theo nghĩa rộng, GIS bao gồm phần cứng, phần mềm, liệu, phương pháp, người : Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Phần cứng Máy tính Máy in Bàn số hóa Đĩa CD ổ USB Phần mền ArcGIS Idrisi Mapinfo MicroStation Dữ liệu Bản đồ Bảng thuộc tính Phương pháp Phân lớp Chồng xếp Phân tích lân cận Phân tích mạng Hệ thống thôngtin địa lý (GIS): +Phần cứng:Phần cứng hệ thống GIS hệ thống máy tính thiết bị ngoại vi cho cài đặt vận hành phần mềm GIS +Phần mềm:Phần mềm GIS cung cấp chức công cụ cần thiết để lưu trữ, phân tích hiển thị thông tin địa lý +Dữ liệu:Dữ liệu coi thành phần quan trọng hệ GIS Các liệu địa lý liệu thuộc tính liên quan người sử dụng tự tập hợp mua từ nhà cung cấp liệu thương mại.Dữ liệu sử dụng GIS không số liệu địa lý riêng lẽ mà phải thiết kế sở liệu +Phương pháp :Phương pháp hệ thống GIS bao gồm toàn thủ tục thuật toán liên quan đến nhập, biên tập, chuyển đổi liệu, truy vấn phân tích liệu Câu 2: Khái niệm sở liệu • Các tập liệu chứa thông tin có liên quan đến quan, tổ chức, chuyên ngành khoa học tự nhiên xã hội lưu trữ máy tính theo quy định theo mục đích sử dụng gọi sở liệu • Một sở liệu hệ thống thông tin địa lý chia làm loại số liệu bản: số liệu không gian phi không gian Mỗi loại có đặc điểm riêng chúng khác yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý hiển thị 2   Số liệu không gian mô tả số hình ảnh đồ, chúng bao gồm toạ độ, quy luật ký hiệu dùng để xác định hình ảnh đồ cụ thể đồ Hệ thống thông tin địa lý dùng số liệu không gian để tạo đồ hay hình ảnh đồ hình giấy thông qua thiết bị ngoại vi, … Số liệu phi không gian diễn tả đặc tính, số lượng, mối quan hệ hình ảnh đồ với vị trí địa lý chúng Các số liệu phi không gian gọi liệu thuộc tính, chúng liên quan đến vị trí địa lý đối tượng không gian liên kết chặt chẽ với chúng hệ thống thông tin địa lý thông qua chế thống chung Câu 3: Mô hình cấu trúc sở liệu GIS: liệu không gian, liệu thuộc tính Mô hình cấu trúc sở liệu không gian a) Cấu trúc liệu vector + Nhằm thể xác đối tượng địa lí bề mặt tđ lên đồ số giá trị liên tục cặp tọa độ xác định xác mqh không gian đối tượng + Cho phép hiển thị kiểu đối tượng dạng vùng tuyến xác vị trí, thường lựa chọn để xây dựng sở liệu dạng vùng đất đơn vị ranh giới hành cấp, mạng lưới giao thông, thủy văn  Mô hình liệu spaghetti • Mức độ cấu trúc: Thông tin hình học đối tượng lưu bao gồm cặp tọa độ Tổ chức liệu: Tệp DL gồm trường định danh đối tượng, trường x y • Các liệu lưu trữ cặp tọa độ • Thông tin quan hệ không gian • Không mô tả mối quan hệ không gian đối tương • Dữ liệu vùng, đường ranh giới vùng ghi nhận lần, lần cho vùng • Phần mềm điển hình Mapinfo, Autocad Mô hình liệu Topology • Mức độ cấu trúc: Ngoài DL cặp tọa độ, thông tin bổ trợ khác giúp định nghĩa đối tượng lân cận đc bổ sung vào tệp DL • Tổ chức liệu: Ngoài trường định định danh đối tượng, trường x y thêm trường khác • Các đối tượng quản lý không toạ độ mà MQH không gian chúng • Mô tả trọn vẹn thông tin vị trí không gian (điểm nhãn) quan hệ không gian (liên thông với nhau, kề nhau, nằm nhau, phủ nhau) • Mô hình Topology dùng quan hệ không gian để định nghĩa đặc tính không Mô hình liệu raster: • Ma trận ô vuông, ô vuông gọi pixel đại diện cho điểm thực địa • Cách tổ chức phổ biến liệu raster ma trận số gồm hàng cột vị trí pixel thứ tự hàng cột • Cấu trúc liệu: mảng chiều điểm ảnh (pixel) pixel là đơn vị sở đồng biểu diễn vùng định TĐ, pixel đồ phải có •  b) 4 kích thước, gốc tọa độ hệ đặt pixel nằm đỉnh góc trái, pixel xá định số dòng số cột, kích thước pixek raster gọi độ phân giải đồ hay ảnh + điểm: ô vuông pixel + đường: tập hợp pixel nối tiếp xếp theo hướng định + vùng: tập hợp khép kín ô vuông lưới có vị trí liền kề • Kiểu liệu: + kiểu nominal (tên): kiểu giá trị phân loiaj theo tên đối tượng, miền giá trị đặt tên riêng, dùng nhiều kiểu mã mã sử dụng đất vd: kiểu sử dụng đất đồ trạng sử dụng đất + kiểu ordinal ( liên tục): xá định theo tên khoảng giá trị định + kiểu interval ( khoảng giá trị) kiểu radio (tỷ lệ): mô tả giá tri liên tục biến số thực • Lớp liệu raster + Mỗi lớp thực thể đối tượng + Tổ chức theo điểm, đường vùng + Các lớp liệu điểm, đường, vùng lưu trữ lớp riêng biệt • Phương pháp nén liệu + phương pháp nén theo hàng cột: cho phép điểm đơn vị đồ lưu trũ theo hàng từ trái qua phải ô đến ô cuối vùng + phương pháp nén tứ phân: dựa sở chia liên tục dạng ma trận 2n*2n thành thành phần tứ phân vùng đồ chia thành phần liên tục Mô hình cấu trúc liệu thuộc tính Dữ liệu thuộc tính thông tin kèm với liệu không gian để mô tả đối tượng điểm, đường vùng Trong hệ thống GIS, phần lớn tệp tin liệu thuộc tính lưu thành tệp tin riêng biệt với tệp tin liệu không gian  • • • Quá trình phân tích xây dựng liệu thuộc tính GIS Điều tra, quan sát, thu thập liệu tổ chức: Tiến hành liệt kê hồ sơ, sổ sách, tệp liệu tổ chức Xác định thực thể liệu thuộc tính thực thể liệu: Một thực thể nhận diện số đặc trưng gọi thuộc tính Xác định mối quan hệ thực thể liệu: Mối quan hệ mô tả liên hệ phần tử tập thực thể với nhau, chúng gắn kết tập thực thể với Mối quan hệ tập thực thể mối quan hệ sở hữu phụ thuộc mô tả tương tác chúng Quan hệ hai thực thể liệu đơn-đơn (1-1), đơn-đa (1-n), đa-đa (n-n) Quan hệ 1-1 quan hệ phần tử tâp thực thể A tương ứng với phần tử thực thể liệu B ngược lại Quan hệ 1-n quan hệ phần tử thực thể liệu A tương ứng với nhiều phần tử thực thể liệu B phần tử thực thể • • liệu B tương tứng với phần tử thực thể liệu A Quan hệ n-n quan hệ phần tử thực thể liệu A tương ứng với nhiều phần tử thực thể liệu B ngược lại Lập lược đồ thực thể liệu: Biểu đồ thực thể quan hệ mô tả thực thể liệu, thuộc tính quan hệ thực thể liệu Mỗi biểu đồ thực thể liệu thường lập cho sở liệu định Chuyển biểu đồ thực thể liệu sang mô hình liệu quan hệ: Mỗi thực thể liệu tương ứng với bảng liệu CÂU 4: KHÁI QUÁT CÁC DẠNG HÂN TÍCH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ Phương pháp phân tích liệu dựa số lớp liệu:  Phân tích liệu dựa 1lớp liệu: nhằm phân tích mối liên quan đối tượng đồ gồm: • Đo lường: phép tính khoảng cách đối tượng, tính chu vi,diên tích dư, thể tích • Truy vấn: phép tính tìm kiếm thông tin từ sở liệu • Phân lớp: ấn đinh giá trị cho đối tượng cuả lớp liệu • Phân tích lân cận: gồm phân tích vùng đệm phân tích phân bố • Phân tích mạng: cho phép tìm hiểu đối tượng liên kết với theo mạng lưới  phân tích liệu dựa lớp liệu: • Được thực thông qua chồng xếp 2lớp đồ 7 lớp liệu chồng xếp sở phép tính số học, đại số để tạo lớp liệu  phân tích liệu dựa nhiều lớp liệu dạng phân tích nâng cao phức tạp dựa mô hình tính toán phức tạp mô hình fuzzy logic,mô hình artificial newral works,các công thức khác để kết hợp liêu đầu vào tạo lớp thông tin Phương pháp xử lý liêu chung bao gồm chuyển đổi hệ quy chiếu chuyển đổi liệu chuyển đổi liêu từ dạng Vector sang Raster • Câu 5: Các phép đo đạc phân tích lớp liệu địa lý Chức đo đạc chức đơn giản phân tích liệu địa lý với liệu Raster Vector Nội dung đo đạc chủ yếu xác định vị trí, chiều dài, diện tích Các phép đo thực khác hai loại liệu Vector Raster • Đo đạc với liệu Vector: Đơn vị liệu điểm, đường vùng Vì vậy, phép đo đạc xác định vị trí, chiều dài, khoảng cách diện tích đối tượng địa lý  Vị trí đối tượng địa lý lưu dạng tọa độ x,y với đối tượng điểm, dãy cặp tọa độ với dạng liệu đường vùng Vị trí vùng thường xác định thông qua điểm nhãn vùng  Phép đo chiều dài đối tượng dạng đường hay đường ranh giới vùng Độ dài đường tổng đoạn hay cung cộng lại đoạn đường 8   hay cung xác định điểm khởi đầu điểm kết thúc Đo khoảng cách đối tượng địa lý chức quan trọng đối tượng địa lý gồm điểm đường vùng đo khoảng cách thực với nhiều cặp đối tượng khác khoảng cách điểm, khoảng cách điểm đường… Phép đo diện tích thực với đối tượng dạng vùng Diện tích vùng thường đo đạc thực địa ghi thành trường riêng tệp liệu Đo đạc với liệu Raster: Các phép đo đạc liệu Raster thực đơn giản cấu trúc liệu Raster đơn giản Vector  Xác định vị trí điểm vị trí pixel lớp liệu Raster Vị trí pixel xác định tọa độ hang cột lớp liệu  Diện tích tính tổng pixel nhân với diện tích pixel Diện tích pixel tính dựa độ phân giải Ví dụ, ảnh LANDSATTM có độ phân giải 30mx30m Diện tích pixel 0.09 Khoảng cách tính chuỗi pixel theo trật tự định đường hiển thị mô hình liệu Raster chuỗi pixel • Câu 6: Nguyên lý chuyển cấu trúc liệu dạng Raster sang Vector ngược lại 9 Chuyển liệu GIS bao gồm nhiều kiểu khác nhau, chuyển đổi từ Raster sang Vector ngược lại dạng chuyển đổi phổ biến a Nguyên lý chuyển đối liệu từ dạng Vector sang Raster Trong thực tiễn, nhiều liệu địa lý hiển thị theo dạng liệu điểm để thực tính toán cần thiết  Các liệu dạng đường liệu Vector tập điểm điểm có tọa độ xác định Mỗi điểm chuyển sang tương ứng pixel Như vậy, chuỗi điểm liệu Vector chuyển thành chuỗi ô pixel  Với liệu dạng vùng, trình chuyển đổi từ Vector sang Raster chia nhỏ vùng cần chuyển đổi thành ô vuông phủ chùm vùng cần chuyển đổi theo đường ranh giới vùng Trong trình chuyển đổi cần phải tính toán diện tích cần chuyển đổi theo ranh giới vùng, hình thành lưới ô vuông hiển thị cho vùng cần chuyển với kích thước ô xác định cuối chồng xếp lưới ô vuông lên vùng cần chuyển đổi để tạo lưới liệu Raster vùng chuyển đổi Việc lựa chọn độ phân giải pixel yếu tố quan trọng lựa chọn độ phân giải ảnh hưởng đến độ xác vùng cần chuyển đổi b.Chuyển đổi từ liệu Raster sang liệu Vector: Ngoài chuyển đổi từ liệu Vector sang Raster, nhiều ứng dụng đòi hỏi chuyển đổi từ liệu Raster sang Vector 10 10 Hiện nay, ảnh vệ tinh viễn thám, ảnh hàng không dạng số đa dạng phong phú Định dạng tệp liệu ảnh vệ tinh viễm thám lưu trữ dạng liệu Raster Nhiều ứng dụng lĩnh vực quản lý đất đai đòi hỏi liệu dạng Vector, chuyển đổi liệu từ Raster sang Vector cần thiết Khái quát hóa trình chuyển đổi từ liệu Raster sang cấu trúc liệu Vector mô tả khái quát: Ảnh số thực chất dãy ô vuông mã hóa dạng số xếp theo cấu trúc ma trận vuông Như vậy, trình chuyển đổi từ Raster sang Vetor trình nhóm pixel có giá trị thành nhóm khác Câu 7: Chồng xếp lớp liệu Chồng ghép liệu thực liệu dạng Vector Raster Tuy nhiên, liệu Raster dễ dàng thực , có nhiều ứng dụng Trong lĩnh vực quản lý đất đai, phép tính chồng xếp liệu Raster ứng dụng hiệu đánh giá đất, định giá đất, quy hoạch sử dụng đất, đánh giá tác động môi trường phương án quy hoạch sử dụng đất Vì vậy, nội dung chủ yếu đề cập đến chồng xếp lớp liệu dạng Raster * Chồng xếp hai lớp liệu Vector Chồng xếp hai lớp liệu Vector thực lớp liệu điểm, đường vùng Trong nhiều ứng dụng, chồng xếp liệu dạng vùng thường hay sử dụng * Chồng xếp liệu Raster 11 11 Với liệu Raster, chồng xếp hai lớp liệu thực theo pixel Các tính toán thực theo cấp độ pixel Chồng xếp thực đơn giản liệu Vector Sự kết hợp lớp liệu Raster thông qua phép tính toán lớp liệu Các phép tính phép tính số học đại số, phép tính so sánh Boolean • Chồng xếp lớp liệu Raster dựa vào phép tính số học: Phép tính số học đại số phép tính cộng, trừ, nhân, chia, hàm số mũ, logarit, hàm số sơ cấp khác Mỗi lớp liệu cộng, trừ, nhân, chia với số định Ví dụ, cho ba lớp liệu A, B, C, lớp liệu C1, C2, C3 tạo thông qua phép tính số học đơn giản để kết hợp lớp liệu với số Lớp liệu A cộng thêm giá trị 10 để tạo lớp liệu C1 Tương tự, ta cộng hai lớp liệu A B để tạo lớp liệu C2 Và cuối cùng, lớp liệu C3 tạo từ công thức C3=((A-B)/(A+B))*100 Chồng xếp lớp liệu Raster dựa theo phép tính so sánh: Phép tính để đánh giá điều kiện định Những điều kiện đánh giá gồm lớn (> =), nhỏ (< =) khoảng (>