Logic mờ ứng dụng trong hệ thông tin địa lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐOÀN KHÁNH HOÀNG LOGIC MỜ ỨNG DỤNG TRONG HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ Chuyên ngành : Công nghệ thông tin LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Trần Đình Khang Hà Nội – Năm 2012 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa đề tài CHƯƠNG CÁC VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 1.1 Hệ thống thông tin địa lý - GIS 1.1.1 Khái niệm GIS 1.1.2 Các thành phần GIS 1.1.3 Cơ sở liệu GIS 10 1.1.4 Các chức GIS 13 1.1.5 Ứng dụng GIS 14 1.2 Khái quát logic mờ 15 1.2.1 Tập mờ 16 1.2.2 Các dạng hàm thành viên 17 1.2.3 Lát cắt  19 1.2.4 Các phép toán chuẩn tập mờ 20 1.2.5 Các phép toán khác tập mờ 22 1.2.6 Biến ngôn ngữ 23 1.2.7 Phép kéo theo mờ - Luật if-then 24 1.2.8 Suy diễn mờ 26 1.2.9 Số mờ tam giác 28 CHƯƠNG 30 MÔ HÌNH PHÂN TÍCH THỨ BẬC MỜ VÀ ỨNG DỤNG TRONG GIS 30 2.1 Hệ hỗ trợ định đa tiêu 30 2.1.1 Định tiêu 30 2.1.2 Phân khoảng tiêu 31 2.1.3 Xác định trọng số 32 2.1.4 Ra định 33 Đoàn Khánh Hoàng Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin 2.2 Quá trình phân tích phân cấp (Analytical HierarchyProcess - AHP) 33 2.2.1 Xây dựng phân cấp AHP 33 2.2.2 Xây dựng ma trận so sánh tiêu 34 2.2.3 Tính toán trọng số 35 2.2.4 Kiểm tra tính quán 37 2.2.5 Tổng hợp kết đưa xếp hạng cuối 38 2.3 Hệ hỗ trợ định dựa liệu không gian 39 2.3.1 Khái niệm 39 2.3.2 GIS toán lựa chọn địa điểm (site selection) 41 2.4 Mô hình phân tích thứ bậc mờ 41 2.4.1 Phương pháp phân tích mờ khoảng rộng (Fuzzy extent analysis) 42 2.4.2 Phương pháp khử mờ điểm trọng tâm 45 2.4.3 Phương pháp lát cắt  46 2.5 Mô hình ứng dụng FAHP hệ thống thông tin địa lý 47 CHƯƠNG 51 LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM ĐẶT MÁY ATM SỬ DỤNG FAHP VÀ GIS 51 3.1 Mô tả toán 51 3.2 Xác định tiêu chuẩn 51 3.3 Thu thập liệu thành lập đồ chuyên đề 53 3.3.1 Bản đồ khu vực khảo sát 54 3.3.2 Thành lập đồ chuyên đề 55 3.4 Xây dựng ma trận đối sánh tính toán trọng số 58 3.4.1 Phần mềm Best Choice 59 3.4.2 Tính toán 62 3.5 So sánh với mô hình AHP 65 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 Đoàn Khánh Hoàng Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin DANH MỤC BẢNG BIỂU Hình 1-1 Mô thành phần GIS Hình 1-2 Minh họa Vector Raster 11 Hình 1-3 Các lớp đối tượng 12 Hình 1-4 Phân tích liền kề 13 Hình 1-5 Phân tích chồng xếp 14 Hình 1-6 Hàm thành viên tập rõ 16 Hình 1-7 Hàm thành viên dạng hình thang 18 Hình 1-8 Hàm thành viên dạng tam giác 19 Hình 1-9 Hàm thành viên dạng chuông 19 Hình 1-10 Lát cắt  20 Hình 2-1 Cây phân cấp AHP 34 Hình 2-2 Thang điểm so sánh tiêu 35 Hình 2-3 S-MCDM kết hợp MCDM GIS 39 Hình 2-4 Tổ chức phân cấp S-MCDM 40 Hình 2-5 Độ đo khả ≥ 44 Hình 2-6 Số mờ tương ứng với biến ngôn ngữ 45 Hình 2-7 Phương pháp khử mờ trọng tâm số mờ tam giác 46 Hình 3-1 Mô hình hệ MCDM cho toán lựa chọn ví trí đặt máy ATM 53 Hình 3-2 Bản đồ khu vực Cầu Giáy 54 Hình 3-3(a) Bản đồ khoảng cách đến đường 55 Hình 3-3(b) Mật độ máy ATM 56 Hình 3-3 (c) Mật độ khách hàng 57 Hình 3-3(d) Giá thuê địa điểm 58 Hình 3-4 Một số giao diện phần mềm Best Choice 61 Hình 3-5 So sánh FAHP AHP 65 Đoàn Khánh Hoàng Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1 Ma trận so sánh độ quan trọng tiêu 35 Bảng 2-2 Tính trọng số với phương pháp trung bình giá trị chuẩn hóa 36 Bảng 2-3 Tính trọng số với phương pháp trung bình nhân 37 Bảng 2-4 Chỉ số ngẫu nhiên 38 Bảng 2-5 Các biến ngôn ngữ số mờ tương ứng 45 Đoàn Khánh Hoàng Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT GIS Hệ thống thông tin địa lý AHP Quy trình phân tích thứ bậc FAHP Quy trình phân tích thứ bậc mờ MCDM Hệ hỗ trợ định đa tiêu chuẩn S- MCDM Hệ hỗ trợ định đa tiêu chuẩn không gian Đoàn Khánh Hoàng Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, nhiều quốc gia giới, GIS trở thành công cụ trợ giúp định hầu hết hoạt động kinh tế-xã hội, an ninh, quốc phòng, đối phó với thảm hoạ thiên tai v.v GIS có khả trợ giúp quan phủ, nhà quản lý, doanh nghiệp, cá nhân v.v đánh giá trạng trình, thực thể tự nhiên, kinh tế-xã hội thông qua chức thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích tích hợp thông tin gắn với đồ số quán sở toạ độ liệu đồ đầu vào Một ứng dụng GIS thường dùng lựa chọn địa điểm tối ưu (site selection) Để thực điều thông thường người định phải sử dụng công cụ phân tích liệu GIS kết hợp với mô hình đánh giá hỗ trợ định (ví dụ AHP) Việc đánh giá địa điểm đưa để lựa chọn địa điểm tối ưu thường phải dựa vào chuyên gia lĩnh vực liên quan Tuy nhiên đánh giá liệu thu địa điểm từ việc phân tích liệu GIS đem so sánh thường có yếu tố không chắn, hay có tính mờ Vì đơn sử dụng mô hình phân tích đánh giá cổ điển (ví dụ AHP) cho ta kết không thật xác Xuất phát từ hạn chế trên, cần phải đưa phương pháp phân tích đánh giá mà kết hợp với GIS để giải toán lựa chọn địa điểm tối ưu cho ta kết tin cậy Mục tiêu nghiên cứu Đưa mô hình ứng dụng hệ định đa tiêu chuẩn dựa liệu không gian sở kết hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) lý thuyết logic mờ mà cụ thể lý thuyết số mờ Xây dựng chương trình tự động hóa trình tính toán dựa mô hình fuzzy AHP Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan hệ thống thông tin địa lý (GIS) logic mờ Đoàn Khánh Hoàng Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin - Nghiên cứu mô hình phân tích thứ bậc mờ (FAHP) mô hình ứng dụng hệ định đa tiêu chuẩn dựa liệu không gian sử dụng FAHP - Ứng dụng vấn đề lý thuyết vào toán lựa chọn địa điểm tối ưu để đặt ATM ngân hàng địa bàn quận nội thành thành phố Hà Nội Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp phân tích tổng hợp từ tài liệu: nguồn tài liệu thu thập bao gồm sách, giáo trình, báo nước nghiên cứu, phân tích tổng hợp để từ rút vấn đề liên quan đến đề tài đưa vào luận văn - Phương pháp đánh giá định lượng để đưa số liệu có tính khách quan cao phục vụ trợ giúp định - Phương pháp phân tích đa tiêu: để xác định mức độ ảnh hưởng yếu tố tổng hợp tiêu đánh giá - Phương pháp phân tích không gian GIS: để đánh giá cho điểm yếu tố ảnh hưởng đến toán lựa chọn địa điểm tối ưu - Phương pháp chuyên gia để đánh giá vai trò yếu tố ảnh hưởng - Phương pháp thử nghiệm thực tế để kiểm chứng kết nghiên cứu Ý nghĩa đề tài Ý nghĩa khoa học đề tài đưa mô hình kết hợp FAHP GIS cho hệ định đa tiêu chuẩn dựa liệu không gian (S-MCDM) Ý nghĩa thực tiễn đề tài xây dựng chương trình hỗ trợ định dựa mô hình AHP FAHP thực nghiệm cho toán lựa chọn địa điểm tối ưu để đặt ATM ngân hàng Teccombank quận Cầu Giấy, TP Hà Nội Đoàn Khánh Hoàng Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin CHƯƠNG CÁC VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 1.1 Hệ thống thông tin địa lý - GIS 1.1.1 Khái niệm GIS Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) nhánh công nghệ thông tin, hình thành từ năm 60 kỷ trước phát triển mạnh năm gần GIS sử dụng nhằm xử lý đồng lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch quản lý hoạt động theo lãnh thổ Có nhiều định nghĩa GIS, thống quan niệm chung: Hệ thông tin địa lý (GIS – Geographical Information System), hệ thông tin có khả thu thập, cập nhật , phân tích quản trị, biểu diễn liệu địa lý phục vụ giải toán ứng dụng có liên quan đến vị trí địa lý bề mặt trái đất định nghĩa hệ thông tin với khả truy nhập, tìm kiếm, phân tích, xử lý truy xuất liệu địa lý nhằm hỗ trợ cho công tác quản lý, quy hoạch quản lý tài nguyên thiên nhiên môi trường Xét góc độ công cụ, GIS dùng để thu thập, lưu trữ, biến đổi, hiển thị thông tin không gian nhằm thực mục đích cụ thể Xét góc độ phần mềm, GIS làm việc với thông tin không gian, phi không gian, thiết lập quan hệ không gian đối tượng Có thể nói chức phân tích không gian tạo diện mạo riêng cho GIS Xét góc độ ứng dụng quản lý nhà nước, GIS hiểu công nghệ xử lý liệu có toạ độ để biến chúng thành thông tin trợ giúp định phục vụ nhà quản lý Xét góc độ hệ thống, GIS hệ thống gồm hợp phần: phần cứng, phần mềm, sở liệu sở tri thức chuyên gia Đoàn Khánh Hoàng Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin 1.1.2 Các thành phần GIS Hệ thống thông tin địa lý bao gồm thành phần sau: phần cứng, phần mềm, sở liệu, người phương thức tổ chức Hình 1-1 Mô thành phần GIS a Phần cứng Phần cứng hệ thống thông tin địa lý máy tính, hệ thống máy tính thiết bị ngoại vi b Phần mềm Phần mềm hệ thông tin địa lý bao gồm hệ điều hành hệ thống, phần mềm quản trị sở liệu, phần mềm hiển thị đồ hoạ…Thông thường dựa mục tiêu xây dựng sở liệu người ta lựa chọn giải pháp cho phần cứng phần mềm hệ thống thông tin địa lý c Cơ sở liệu Cơ sở liệu thông tin lưu dạng số theo khuân dạng mà máy tính hiểu đọc Cơ sở liệu hệ thông tin địa lý bao gồm liệu không gian (đó liệu điểm - Point, đường - Line, vùng Polygon) liệu thuộc tính (các liệu dạng chữ - số, liệu multimedia…) mối quan hệ hai loại liệu d Con người Đoàn Khánh Hoàng Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin Hình 3-3 (c) Mật độ khách hàng Đoàn Khánh Hoàng 57 Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin Hình 3-3(d) Giá thuê địa điểm 3.4 Xây dựng ma trận đối sánh tính toán trọng số Trong bước này, dựa vào đánh giá chuyên gia để thành lập ma trận đối sánh tiêu chuẩn, dựa vào đồ chuyên đề trình bày phần trước để thành lập ma trận đối sánh vị trí ứng viên xét tiêu chuẩn Sau sử dụng mô hình FAHP (Fuzzy Extent Analysis) để tính trọng số tiêu chuẩn trọng số vị trí xét tiêu chí cuối trọng số tổng vị trí ứng viên để từ thu vị trí tốt để đặt máy ATM Đoàn Khánh Hoàng 58 Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin 3.4.1 Phần mềm Best Choice Để hỗ trợ người quyết, tác giả xây dựng phần mềm Best Choice, sử dụng ngôn ngữ C# môi trường Visual Studio 2008 Chương trình hỗ trợ người định số chức sau: - Có thể lựa chọn phương án: sử dụng mô hình AHP FAHP - Nhập quàn lý tiêu chuẩn (đa cấp) ứng viên - Cung cấp giao diện nhập ma trận đối sánh thân thiện - Tính toán trọng số, hiển thị kết tính toán - Hiển thị kết chung sau mổi bước tính toán Sau só giao diện chương trình: Đoàn Khánh Hoàng 59 Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin Đoàn Khánh Hoàng 60 Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin Hình 3-4 Một số giao diện phần mềm Best Choice Đoàn Khánh Hoàng 61 Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin 3.4.2 Tính toán a) Ma trận đối sánh tiêu chuẩn: KC ATM KH GT KC (1, 1, 1) (1/4, 1/3, 1/2) (1/3, 1/2, 1/1) (1, 2, 3) ATM (2, 3, 4) (1, 1, 1) (1/3, 1/2, 1/1) (2, 3, 4) KH (1, 2, 3) (1, 2, 3) (1,1,1) (2, 3, 4) GT (1/3, 1/2, 1/1) (1/4, 1/3, 1/2) (1/4, 1/3, 1/2) (1, 1, 1) max = 4.1620 , RI = 0.09 , CR = 0.06 Sau tính toán ta thu trọng số mờ tiêu chuẩn sau: KC (0.0876, 0.1783, 0.3729) ATM (0.1808, 0.3488, 0.6780) KH (0.1695, 0.3721, 0.7458) GT (0.0621, 0.1008, 0.2034) b) Ma trận đối sánh vị trí ứng viên xét tiêu chuẩn Khoảng cách đến trục đường chính: S1 S2 S3 S4 S5 S1 (1, 1, 1) (1, 2, 3) (3, 4, 5) (6, 7, 8) (1, 1, 1) S2 (1/3, 1/2, 1/1) (1, 1, 1) (1, 2, 3) (3, 4, 5) (1/3, 1/2, 1/1) S3 (1/3, 1/4, 1/5) (1/3, 1/2, 1/1) (1, 1, 1) (1, 2, 3) S4 (1/6, 1/7, 1/8) (1/5, 1/4, 1/3) (1/3, 1/2, 1/1) (1, 1, 1) (1/4, 1/3, 1/2) (1/5, 1/6, 1/7) S5 (1, 1, 1) (1, 2, 3) (2, 3, 4) (5, 6, 7) (1, 1, 1) max = 5.0135 , RI = 1.12 , CR = 0.003 Sau tính toán ta thu trọng số mờ vị trí ứng viên xét tiêu chuẩn Khoảng cách đến trục đường sau: S1 (0.2242, 0.3559, 0.5581) S2 (0.1059, 0.1898, 0.3411) S3 (0.0520, 0.0969, 0.1809) S4 (0.0336, 0.0489, 0.0837) S5 (0.1868, 0.3085, 0.4961) c) Ma trận đối sánh vị trí ứng viên xét tiêu chuẩn Mật độ máy ATM: Đoàn Khánh Hoàng 62 Cao học 2009-2011 Luận văn cao học chuyên ngành Công nghệ thông tin S4 S5 S1 S2 S3 S1 (1, 1, 1) (1, 2, 3) (1/3, 1/4, 1/5) (1/3, 1/2, 1/1) (1/3, 1/2, 1/1) S2 (1/3, 1/2, 1/1) (1, 1, 1) (1/6, 1/7, 1/8) (1/4, 1/3, 1/2) (1/4, 1/3, 1/2) S3 (3, 4, 5) (6, 7, 8) (1, 1, 1) (2, 3, 4) S4 (1, 2, 3) (2, 3, 4) (1/4, 1/3, 1/2) (1, 1, 1) (2, 3, 4) (1, 1, 1) S5 (1, 2, 3) (2, 3, 4) (1/4, 1/3, 1/2) (1, 1, 1) (1, 1, 1) max = 5.0281 , RI = 1.12 , CR = 0.0063 Sau tính toán ta thu trọng số mờ vị trí ứng viên xét tiêu chuẩn Mật độ máy ATM sau: S1 (0.0568, 0.1083, 0.2160) S2 (0.0388, 0.0589, 0.1080) S3 (0.2772, 0.4589, 0.7502) S4 (0.1040, 0.1869, 0.3240) S5 (0.1040, 0.1869, 0.3240) d) Ma trận đối sánh vị trí ứng viên xét tiêu chuẩn Mật độ khách hàng: S1 S2 S3 S4 S5 S1 (1, 1, 1) (1/2, 1/3, 1/4) (1, 2, 3) (1, 2, 3) (1/3, 1/2, 1/1) S2 (2, 3, 4) (1,1,1) (5, 6, 7) (4, 5, 6) (1, 2, 3) S3 (1/3, 1/2, 1/1) (1/7, 1/6, 1/5) (1, 1, 1) (1, 1, 1) S4 (1/3, 1/2, 1/1) (1/6, 1/5, 1/4) (1, 1, 1) (1, 1, 1) (1/4, 1/3, 1/2) (1/4, 1/3, 1/2) S5 (1, 2, 3) (1/4, 1/3, 1/2) (2, 3, 4) (2, 3, 4) (1, 1, 1) max = 5.0147, RI = 1.12 , CR = 0.0033 Sau tính toán ta thu trọng số mờ vị trí ứng viên xét tiêu chuẩn Mật độ khách hàng sau: Đoàn Khánh Hoàng S1 (0.0717, 0.1520, 0.2994) S2 (0.2603, 0.4431, 0.7396) S3 (0.0546, 0.0782, 0.1303) S4 (0.0551, 0.0791, 0.1321) S5 (0.1268, 0.2476, 0.4579) 63 Cao học 2009-2011 Luận văn thạc sỹ chuyên ngành Công nghệ thông tin e) Ma trận đối sánh vị trí ứng viên xét tiêu chuẩn Giá thuê địa điểm: S1 S2 S3 S4 S5 S1 (1, 1, 1) (1, 2, 3) (1/3, 1/2, 1/1) (1, 1, 1) (1, 2, 3) S2 (1/3, 1/2, 1/1) (1,1,1) (1/4, 1/3, 1/2) (1/3, 1/2, 1/1) S3 (1, 2, 3) (2, 3, 4) (1, 1, 1) (1, 2, 3) S4 (1, 1, 1) (1, 2, 3) (1/3, 1/2, 1/1) (1, 1, 1) S5 (1/3, 1/2, 1/1) (1, 1, 1) (1/4, 1/3, 1/2) (1/3, 1/2, 1/1) (1, 1, 1) (2, 3, 4) (1, 2, 3) (1, 1, 1) max = 5.0160, RI = 1.12 , CR = 0.0036 Sau tính toán ta thu trọng số mờ vị trí ứng viên xét tiêu chuẩn Giá thuê địa điểm sau: S1 (0.1032, 0.2120, 0.4186) S2 (0.0694, 0.1087, 0.2093) S3 (0.1667, 0.3587, 0.6977) S4 (0.1032, 0.2120, 0.4186) S5 (0.0694, 0.1087, 0.2093) Sau có trọng số mờ khả xét tiêu chuẩn trọng số mờ tiêu chuẩn xét mục tiêu tổng thể, áp dụng phép tính tích số mờ, thu trọng số mờ tổng khả xét mục tiêu đề sau: S1 (0.0485, 0.1792, 0.6630) S2 (0.0647, 0.2302, 0.7946) S3 (0.0743, 0.2426, 0.8152) S4 (0.0375, 0.1247, 0.4345) S5 (0.0610, 0.2233, 0.7887) Để khử mờ giá trị đưa trọng số cuối bảng xếp hạng ưu tiên phương án, sử dụng phương pháp khử mờ khác trình bày mục 2.4, tác giả sử dụng phương pháp khử mờ Fuzzy Extent Analysis (mục 2.4.1) Kết sau tính toán thu sau: Đoàn Khánh Hoàng 64 Cao học 2009-2011 Luận văn thạc sỹ chuyên ngành Công nghệ thông tin Các khả Trọng số Chuẩn hóa Thứ tự ưu tiên S1 0.9028 0.1957 S2 0.9831 0.2131 S3 1.0000 0.2168 S4 0.7534 0.1633 S5 0.9737 0.2111 Như sau kết hợp FAHP GIS để giải toán lựa chọn vị trí tốt để đặt máy ATM địa bàn quận Cầu Giấy vị trí ứng viên, ngưởi định thấy Vị trí (S3) lựa chọn tối ưu nhất, theo thứ tự Vị trí (S2), Vị trí (S5), Vị trí 1(S1) Vị trí 1(S1) 3.5 So sánh với mô hình AHP Với liệu đầu vào trên, áp dụng mô hình AHP thay FAHP có kết cuối sau: Các khả Chuẩn hóa Thứ tự ưu tiên S1 0.173 S2 0.244 S3 0.238 S4 0.121 S5 0.224 Hình 3-5 So sánh FAHP AHP Đoàn Khánh Hoàng 65 Cao học 2009-2011 Luận văn thạc sỹ chuyên ngành Công nghệ thông tin Như nhìn thấy khác biệt áp dụng mô hình Áp dụng mô hình AHP cho ta kết Vị trí phương án lựa chọn tốt nhất, áp dụng mô hình FAHP cho ta kết Vị trí lựa chọn tốt Sở dĩ có khác đánh giá chuyên gia lĩnh vực người định có không chắn hay có tính mờ Áp dụng mô hình FAHP giúp ta mờ hóa đánh giá đó, cho kết tin cậy xác Đoàn Khánh Hoàng 66 Cao học 2009-2011 Luận văn thạc sỹ chuyên ngành Công nghệ thông tin KẾT LUẬN Lựa chọn địa điểm tối ưu (site selection) toán quan trọng gặp phải thường xuyên lĩnh vực kinh tế - xã hội – môi trường Đây toán yêu cầu phân tích không gian phức tạp, yêu cầu phải đánh giá nhiều tiêu khác Bên cạnh đó, đánh giá so sánh chuyên gia lĩnh vực người định có yêu tố không chắn, cần thiết phải đưa tính mờ vào tính toán Để giải vấn đề này, việc kết hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn mờ (FAHP) công cụ có hiệu Trong khuôn khổ luận văn trình bày vấn đề lý thuyết liên quan đến GIS, Logic mờ, FAHP Luận văn đưa mô hình kết hợp lý thuyết để giải toán lựa chọn địa điểm tối ưu Trong chương cuối luận văn trình bày bước tính toán cụ thể để giải toán lựa chọn địa điểm tối ưu đặt máy ATM cho ngân hàng Techcombank địa bàn quận Cầu Giấy Kết đạt chứng minh tính hiệu việc kết hợp GIS FAHP việc giải toán lựa chọn địa điểm tối ưu Bên cạnh đó, khuôn khổ luận văn này, tác giả xây dựng thành công phần mềm Best Choice hỗ trợ định hai mô hình AHP FAHP Phần mềm có giao diện thân thiện sử dụng cho việc tính toán chương Với kết trên, luận văn cho thấy khả ứng dụng cao cách kết hợp GIS FAHP, hỗ trợ tính toán phần mềm Best Choice Đoàn Khánh Hoàng 67 Cao học 2009-2011 Luận văn thạc sỹ chuyên ngành Công nghệ thông tin TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đinh Mạnh Tường Trí tuệ nhân tạo, NXB Giáo dục [2] Đặng Văn Đức Hệ thống thông tin địa lý (GIS), Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2001 [3] Nguyễn Trường Xuân Giáo trình GIS, Hà Nội, 2004 [4] Trần Đình Khang Giáo trình Logic mờ ứng dụng, Hà Nội, 2009 [5] Abhinav Bansal Some Non Linear Arithmetic Operations on Triangular Fuzzy Numbers, ISSN 0973-533X Volume 5, Number 2, 2010 [6] Boroushaki, S., Malczewski, J Implementing an extension of the analytical hierarchy process using ordered weighted averaging operators with fuzzy quantifiers in ArcGIS, Computers & Geosciences 34, pp 399–410, 2008 [7] Chang, D.Y., 1996 Applications of the extent analysis method on fuzzy AHP European Journal of Operational Research 95, 649–655 [8] E H Ibrahim, S E Mohamed, A A Atwan Combining Fuzzy Analytic Hierarchy Process and GIS to select the best location for A wastewater lift station in El-Mahalla El-Kubra, North Egypt International Journal of Engineering & Technology IJET-IJENS Vol: 11 No: 05, 2011 [9] Maryam Kordi Comparison of fuzzy and crisp analytic hierarchy process (AHP) methods for spatial multicriteria decision analysis in GIS, Master Thesis, 2008 [10] Malczewski, J GIS and Multicriteria Decision Analysis, Wiley & Sons INC, 395 pp, 1999 [11] Mohammad H Vahidnia, Ali A Alesheikh, Abbas Alimohammadi, Hospital site selection using fuzzy AHP and its derivatives, Journal of Environmental Management, 2009 [12] Mohammad Aslani and Ali A Alesheikh Site selection for small gas stations using GIS, Scientific Research and Essays Vol 6(15), pp 13613171, 2011 Đoàn Khánh Hoàng 68 Cao học 2009-2011 Luận văn thạc sỹ chuyên ngành Công nghệ thông tin [13] Saaty, L.T The Analytic Hierarchy Process, New York, McGraw-Hill International, 1980 [14] Zadeh,L.A Fuzzy sets Information and Control 8, 338-353, 1965 [15] Doraid Dalalah, Faris AL-Oqla, Mohammed Hayajneh, Application of the Analytic Hierarchy Process (AHP) in Multi-Criteria Analysis of the Selection of Cranes, Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering, 2010 [16] T Erden and M Z Cos¸kun, Multi-criteria site selection for fire services: the interaction with analytic hierarchy process and geographic information systems, Natural Hazards and Earth System Sciences, 2010 Đoàn Khánh Hoàng 69 Cao học 2009-2011 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Logic mờ ứng dụng hệ thông tin địa lý Tác giả luận văn: Đoàn Khánh Hoàng Khóa: 2009 Người hướng dẫn: PGS TS Trần Đình Khang -Nội dung tóm tắt luận văn: a) Lý chọn đề tài Ngày nay, nhiều quốc gia giới, GIS trở thành công cụ trợ giúp định hầu hết hoạt động kinh tế-xã hội, an ninh, quốc phòng, đối phó với thảm hoạ thiên tai v.v Một ứng dụng GIS thường dùng lựa chọn địa điểm tối ưu (site selection) Để thực điều thông thường người định phải sử dụng công cụ phân tích liệu GIS kết hợp với mô hình đánh giá hỗ trợ định (ví dụ AHP) Việc đánh giá địa điểm đưa để lựa chọn địa điểm tối ưu thường phải dựa vào chuyên gia lĩnh vực liên quan Tuy nhiên đánh giá liệu thu địa điểm từ việc phân tích liệu GIS đem so sánh thường có yếu tố không chắn, hay có tính mờ Vì đơn sử dụng mô hình phân tích đánh giá cổ điển (ví dụ AHP) cho ta kết không thật xác Xuất phát từ hạn chế trên, cần phải đưa phương pháp phân tích đánh giá mà kết hợp với GIS để giải toán lựa chọn địa điểm tối ưu cho ta kết tin cậy b) Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu luận văn Mục tiêu đề tài đưa mô hình ứng dụng hệ định đa tiêu chuẩn dựa liệu không gian sở kết hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) lý thuyết logic mờ mà cụ thể lý thuyết số mờ Xây dựng chương trình tự động hóa trình tính toán dựa mô hình fuzzy AHP Đối tượng, phạm vi nghiên cứu đề tài: lý thuyết liên quan đến GIS, Logic mờ, mô hình hỗ trợ định đa tiêu liệu không gian Cụ thể đề tài tập trung vào mô hình kết hợp GIS FAHP để giải toán lựa chọn địa điểm tối ưu đặt máy ATM ngân hàng Techcombank c) Các nội dung đóng góp đề tài Nội dung chính: - Nghiên cứu tổng quan hệ thống thông tin địa lý (GIS) logic mờ - Nghiên cứu mô hình phân tích thứ bậc mờ (FAHP) mô hình ứng dụng hệ định đa tiêu chuẩn dựa liệu không gian sử dụng FAHP - Ứng dụng vấn đề lý thuyết vào toán lựa chọn địa điểm tối ưu để đặt ATM ngân hàng địa bàn quận nội thành thành phố Hà Nội Các đóng góp mới: - Xây dựng chương trình tự động hóa trình tính toán dựa mô hình fuzzy AHP - Giải toán phân tích đa tiêu lựa chọn địa điểm đặt máy ATM d) Phương pháp nghiên cứu Đề tài thực kết hợp phương pháp: Phương pháp phân tích tổng hợp từ tài liệu, đánh giá định lượng, phân tích đa tiêu, phân tích không gian GIS, ý kiến chuyên gia, phương pháp thử nghiệm thực tế e) Kết luận Trong khuôn khổ luận văn trình bày vấn đề lý thuyết liên quan đến GIS, Logic mờ, FAHP Luận văn đưa mô hình kết hợp lý thuyết để giải toán lựa chọn địa điểm tối ưu Trong chương cuối luận văn trình bày bước tính toán cụ thể để giải toán lựa chọn địa điểm tối ưu đặt máy ATM cho ngân hàng Techcombank địa bàn quận Cầu Giấy Kết đạt chứng minh tính hiệu việc kết hợp GIS FAHP việc giải toán lựa chọn địa điểm tối ưu Bên cạnh đó, khuôn khổ luận văn này, tác giả xây dựng thành công phần mềm Best Choice hỗ trợ định hai mô hình AHP FAHP Phần mềm có giao diện thân thiện sử dụng cho việc tính toán chương Với kết trên, luận văn cho thấy khả ứng dụng cao cách kết hợp GIS FAHP, hỗ trợ tính toán phần mềm Best Choice ... nghệ thông tin CHƯƠNG CÁC VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 1.1 Hệ thống thông tin địa lý - GIS 1.1.1 Khái niệm GIS Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) nhánh công nghệ thông. .. địa điểm tối ưu cho ta kết tin cậy Mục tiêu nghiên cứu Đưa mô hình ứng dụng hệ định đa tiêu chuẩn dựa liệu không gian sở kết hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) lý thuyết logic mờ mà cụ thể lý. .. mạng lưới lưu trữ sở liệu Hệ thống thông tin địa lý xử lý thông tin thuộc tính riêng rẽ tạo đồ sở giá trị thuộc tính Phần lớn phần mềm thông tin địa lý hiển thị thông tin thuộc tính ghi đồ tham