Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý (G.I.S – Geographical Information System)

Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý (G.I.S – Geographical Information System) gồm có những nội dung chính sau: Giới thiệu về hệ thống thông tin địa lý (GIS) và khả năng ứng dụng GIS, cấu trúc dữ liệu không gian trong GIS, thu thập và tiền xử lý dữ liệu địa lý, phân tích dữ liệu và sai số trong GIS, hệ thông tin địa lý và internet. Mời các bạn cùng tham khảo.

Hệ thống thông tin địa lý G.I.S H THNG THễNG TIN ĐỊA LÝ G.I.S – GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM NỘI DUNG Chương I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG GIS Chương II: CẤU TRÚC DỮ LIỆU KHÔNG GIAN TRONG GIS Chương III: THU THẬP VÀ TIỀN XỬ LÝ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ Chương IV: PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ SAI SỐ TRONG GIS Chương V: HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ INTERNET TÀI LIỆU THAM KHẢO Chương I GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG GIS Chương I giới thiệu trình hình thành hệ thống thơng tin địa lý, thành phần GIS chức hoạt động phần mềm GIS khả ứng dụng GIS ngành kinh tế kỹ thuật đồng thời trình bày mối quan hệ thành phần để thấy rõ định nghĩa GIS 1 1.1 Sơ lược hệ thống thông tin 1.1 Sơ lược hệ thống thông tin Hệ thống thông tin gì? Các phận hệ thống thơng tin? Định nghĩa hệ thống thông tin: (Booke at al 1982) Hệ thống thông tin công cụ tổ chức thơng báo cho người làm công tác quản lý tất cấp hành thay đổi ảnh hưởng thay đổi lĩnh vực tổ chức Input Management Output Các phận hệ thống thông tin 1.1 Sơ lược hệ thống thông tin 1.1 Sơ lược hệ thống thơng tin Hệ thống thơng tin có đặc tính gì? Sơ đồ hệ thống thơng tin (Brooke at al, 1982) Các đặc tính hệ thống thơng tin - Dicision oriented reporting: Có định cụ thể, xử lý thông tin phải phù hợp với người nhận tin - Effective processing of the data: xử lý số liệu cách có hiệu - Effective management of the data: Quản lý thông tin có hiệu gồm có lưu trữ, cập nhật, trao đổi số liệu có hiệu Để quản lý hiệu cần có hai điều kiện: + Adequate flexcibility: Mềm hố mơ hình thơng tin + A satisfying use enviroment: Môi trường sử dụng phải phù hợp 2 1.1 Sơ lược hệ thống thông tin 1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ Hệ thống thơng tin địa lý gì? Q trình tổ chức hệ thống thông tin nào? Khái niệm thơng tin địa lý hình thành từ ba khái niệm: Hệ thống; Thông tin; Địa lý viết tắt GIS (Geographyic Infomation Systems): Các bước tổ chức hệ thống thông tin Quản lý tổng qt: Trước hết cần xây dựng mơ hình chung, xác định mục đích tổng qt từ đề mơ hình thơng tin - Quản lý sử dụng: Triển khai mục đích quản lý chung Progam → Modul → Submodul Từ modul xử lý vấn đề cụ thể Program kết nối modul submodul khác để xử lý điều khiển vấn đề cụ thể Địa lý (geographic) sử dụng GIS trước hết liên quan đế đặc trưng địa lý hay không gian Các đặc trưng thể đối tượng không gian Thông tin (inforamtion) đề cập đến khối liệu khổng lồ GIS quản lý Hệ thống (System) đề cập đến cách tiếp cận hệ thống GIS 10 Khoa học thông tin địa lý “Chuyên ngành sử dụng GIS dạng công cụ để khám phá giới thông qua mô tả tìm hiểu quan hệ người giới” 1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN A Lí Một cách tổng quát, thông tin địa lý đựơc định nghĩa nh tập hợp liên quan tới: Thông tin có liên quan tới vật thể hay tợng giới thực, đợc mô tả cách nhiều trọn vẹn chất, thuộc tính chúng, (mô tả bao gồm mối quan hệ với vật thể hay tợng khác) Vị trí chúng bề mặt trái đất, đợc mô tả theo mét hƯ thèng qui chiÕu râ rµng 11 12 3 1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GIS 1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GIS Sự đời phát triển GIS nào? GIS, khoa học đồ Lập đồ máy tính 1977 – ODYSSEY GIS xây dựng GIS cho phép: trình diễn thơng tin số liệu (cất giữ, quản lý, liệu đầu vào, tính tốn, tìm kiếm, thơng tin ) KH đồ Đầu 1960: không sử dụng máy tính tính chậm đắt Cuối 1970 (TK): Các đơn vị lập đồ bắt đầu sử dụng máy tính Ngày nay: Máy tính Internet Các dạng ứng dụng chung GIS Phịng thí nghiệm đại học Harvard 1980’s – Thương mại hố GIS Cơng nghiệp sản xuất phần mềm GIS Nhiều phần mềm với tích hợp mạnh đời vào thập kỷ 80 ArcInfo – 1981; MapInfo – 1986 1988 – GIS với khoa học Trung tâm quốc gia Hoa Kỳ Thơng tin phân tích thơng tin địa lý Phịng thông tin nguồn Anh quốc Sự phát triển nhanh mạnh GIS có liên quan ngành nào? 13 14 1.4 ĐỊNH NGHĨA GIS 1.4 ĐỊNH NGHĨA GIS Mỗi G.I.S đòi hỏi: hệ thống tin học phần cứng, phần mềm qui trình phép thu thập, quản lý, thao tác, phân tích, mô hình hoá hiển thị liệu qui chiếu không gian Từ giải vấn đề phức tạp quản lý qui hoạch lÃnh thổ GIS l hệ thống máy tính hố cho phép ta nhập lưu trữ số liệu, xử lý số liệu trình diễn liệu đặc biệt trường hợp phải làm việc với số liệu có thuộc tính gắn với thơng tin địa lý GI S = Cơ sở liệu địa lý + Cơ sở liệu chuyên đề & liệu quan hệ Những chức GIS đợc tóm tắt bởi: " nguyên tắc điểm sau" nh ngha GIS đề cập đến vấn đề gì? Thu thËp d÷ liệu Lu trữ (lu, thay đổi, cập nhật, kiểm tra) Chấp nhận Phân tích Hiển thị thông tin địa lý đợc định vị! 15 16 4 Khụng phi GIS Phần mềm GIS Hãy phân biệt GIS với thành phần khác? Hệ thống định vị toàn cầu GPS Một đồ thống kê bình thường (đây sản phẩm GIS) Các phần mềm chuyên dụng cho GIS (ArcView, ArcGIS, ERDAS, ENVI, ILWIS ) Các thiết kế, biểu thị mang tính cơng nghệ máy tính 17 Bản đồ - sản phẩm GIS 18 GIS, khoa học đồ lập đồ máy tính Khoa học đồ xây dựng đồ máy tính khơng phải GIS Chúng phương pháp biểu diễn thông tinh không gian 19 20 5 1.5 YÊU CẦU ĐỐI VỚI MỘT HỆ GIS 1.6 MỐI LIÊN HỆ CỦA GIS VỚI CÁC NGÀNH KH KHÁC Yêu cầu chung riêng với hệ GIS gì? Xử lí dễ dàng nhanh chóng với số lượng liệu địa lí lớn; Có khả tách chọn chi tiết liệu theo miền, vùng theo chun đề; Có khả tìm kiếm theo tính chất đặc trưng đặc biệt hay nhiều đối tượng địa lý; Có khả liên kết hồ nhập liệu khơng gian với nhau; Có khả phân tích liệu khơng gian, liên kết dũ liệu khơng gian thuộc tính; Có khả cập nhật liệu nhanh chóng với chi phí thấp; Có khả mơ hình hố liệu đề phương án chọn lựa; Có khả trao đổi liệu với hệ thống thông tin khác, có khả để phát triển tiếp với chức tiện ích khác; Có khả kết xuất liệu với hình thức khác 21 1.7 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HTTTĐL Các ngành KH cung cấp cho GIS gì, ngược lại? Ngành địa lý: GIS cung cấp kỹ thuật để tạo phân tích nghiên cứu địa lý Ngành đồ học: Dữ liệu đồ thành phần sở liệu GIS Ngành đồ giúp cho GIS hoàn thiện chức xử lý liệu không gian, phong cách thể liệu đồ Công nghệ viễn thám: ảnh vệ tinh ảnh máy bay nguồn liệu địa lý quan trọng cho hệ GIS Các liệu đầu hệ thống ảnh vệ tinh trộn với lớp liệu GIS Khoa học đo đạc: nguồn cung cấp vị trí cần quản lý có độ xác cao cho GIS Ngành thống kê: nhiều mơ hình xây dựng sở mặt chất mang tính thống kê Ngành truyền thông thông tin: Sự phát triển ngành cung cấp cho GIS lực liên kết mạng máy tính, tạo hệ GIS đa ngành Ngành khoa học quản trị liệu: Cơ sở liệu thành phần GIS Ngành tốn học: chức xử lý GIS ln gắn liền với thuật tốn cụ thể tính toán 22 1.7 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HTTTĐL Phần cứng hệ GIS có u cầu cấu hình thiết bị? GIS gồm thành phần? Phần cứng (Hardware) 23 Các thành phần phần cứng GIS 24 6 1.7 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HTTTĐL 1.7 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HTTTĐL Những chức phần mềm GIS gì? Phần mềm (software) Các chức thành phần hệ quản trị liệu địa lý Cấu trúc sở liệu địa lý 25 1.7 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HTTTĐL 26 1.7 CC THNH PHN CA HTTTL ã Hệ điều hành: WINDOWS NT WINDOWS XP ã Phần mềm đồ họa: MicroStation, IrasC, IrasB, Geovec, MGE Nucleur, MGE Projection Manager, MGE Base Image, MGE Grid Generation, MGE Terrain Analyst ã Hệ phần mềm GIS: Geoconcept, GeoMedia, MicroGeographic AcrInfo, MapInfo, ArcView, ArcGIS ã Các phần mềm trợ giúp khác: Photoshop, CorelDraw ã Tiêu chí chọn phần mềm: + Khả kết nối liệu + Chuẩn hoá liệu + Hiện thị thông tin S cu trỳc cỏc chc nng CSDL Phân biệt phần mềm GIS với phần mềm đồ họa thống kê thông thường? Hãy liệt kê phần mềm GIS biết? + Ph©n tÝch, xử lý liệu + Phạm vi ứng dụng + Thời gian huấn luyện, đào tạo + Giá thành ban đầu nâng cấp 27 28 7 1.7 CC THÀNH PHẦN CỦA HTTTĐL 1.7 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HTTTĐL Thành phần chiếm tỷ lệ đầu tư lớn nhất? chức gis D liu: õy l thnh phần quan trọng GIS, GIS có loại liệụ (dữ liệu không gian liệu thuộc tính) Mỗi hệ GIS cần phải hiểu liệu khuôn mẫu khác nhau, không khuôn mẫu riêng hệ thống Con người: Yếu tố người có ảnh hưởng lớn tới việc quản lý, xây dựng phát triển ứng dụng Một dự án GIS thành cơng quản lý tốt người cơng đoạn phải có kỹ thành thạo Phương pháp: Để hệ thống GIS thành công phụ thuộc vào phương pháp sử dụng để thiết k h thng sở liệu Vector/Raster/Bảng thu thập đầu ảnh vệ tinh hình đồ thị bảng ảnh đồ tệp tin số hoá quét ảnh thao tác nhập bàn phím cập nhật sửa chữa Lu trữ khai thác từ phần mềm khác phân tích không gian phân tích chuyên đề phân tích tổng hợp không gian-chuyên đề 29 i vi cỏc nc ang v chm phát triểnThành phần có tính chất định thành công hệ thống? 30 (a) (b) Sự thay đổi tiến trình thực cơng việc từ liên tục (a) đến song song (b) đưa trang thiết bị GIS vào sử dụng (Nguồn : Tor Bernhardsen, 1992) 31 32 8 ĐỘI NGŨ CÁN BỘ CƠ SỞ VẬT CHẤT PHỊNG MÁY TÍNH: 03, với trang thiết bị đại Đội ngũ giảng viên cán kỹ thuật có nhiều kinh nghiệm giảng dạy thực dự án Viễn thám GIS, tốt nghiệp nước nước (Hàn Quốc, Úc, Ireland, Philipine ) Số lượng máy: Máy in mầu A0: Máy in mầu A1: Tổng số cán bộ: 15 người, đó: 04 Tiến sỹ 06 Thạc sỹ 05 kỹ sư 120 01 01 HỆ THỐNG PHẦN MỀM ArcView GIS ArcGIS MapInfo Erdas Imagine Envi Máy quét ảnh: 02 Máy in Lazer: 03 Microstation Mapping Office (Iras B, Iras C, Geovec, MRFtools) Famis Vilis 33 LĨNH VỰC ĐÀO TẠO 34 NGHIÊN CU KHOA HC Các hớng nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS viễn thám o to vin v GIS trường ĐH Nông lâm Thái Nguyên: Đào tạo Đại học, Sau đại học ngành quản lý đất đai, khoa học môi trường, lâm nghiệp PTNT Số môn học liên quan 10 môn Đào tạo bậc Đại học theo chương trình nhập tiên tiến liên kết với trường Đại học UC David – USA ứng dụng công nghệ GIS viễn thám quản lý mơi trường Các khóa tập huấn ngắn hạn & cấp chứng công nghệ thành lập đồ số, số hóa đồ, xây dựng quản lý sở liệu địa chính, đo vẽ đồ a chớnh Thành lập đồ che phủ, đồ trạng sử dụng đất Nghiên cứu biến động sử dụng đất Đánh giá tiềm tự nhiên đất đai Quy hoạch s dụng đất tài nguyên Nghiên cứu thiên tai: xây dựng đồ dự báo nguy úng lụt, đồ nguy xói mòn đất Xây dựng hệ thống thông tin địa Quản lý môi trờng đánh giá tác động môi trờng 35 36 9 1.9 PHÂN TÍCH CHI PHÍ/LỢI NHUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG HTTĐL CHUYỂN GIAO TIẾN BỘ KHKT Tỉng kiĨm kê đất đai 2005 Thái Nguyên Bắc Kạn Quy hoạch sử dụng đất cấp xà huyện đến 2010 cho tỉnh Thái Nguyên, Bắc Kạn, Bắc Giang, Phú Thọ, Thanh Hóa Đánh giá tiềm tự nhiên đất đai cho số huyện tỉnh Thái Nguyên Xây dựng sở liệu vờn VQG Ba Bể Bắc Kạn, dự án PARC Rà soát giao đất LN QHSD đất lâm nghiệp, dự án Việt Nam Phần Lan Bắc Kạn Rà soát giao đất lâm nghiệp, dự án IFAD Bắc Kạn Phân định ranh giới khu bảo vệ nghiêm ngặt VQG Hoàng Liên Sapa, khu bảo tồn loài sinh cảnh Mù Cang Chải, dự án FFI Xây dựng hành lang bảo vệ rừng đờng cao tốc Hồ Chí Minh đoạn qua tỉnh Quảng Nam, dự án WWF Cỏi gỡ lợi nhuận HTTĐL? Theo cách sử dụng HTTĐL giúp đỡ để nâng cao hiệu tổ chức khơng? Chi phí HTTĐL bao nhiêu? Nguồn lợi HTTĐL có trội chi phí khơng? 37 Phân tích chi phí/lợi nhuận việc sử dụng HTTĐL Chi phí trực tiếp Phần cứng/phần mềm Phần cứng Phần mềm Phát triển phần mềm Nâng cấp phần mềm Quy tắc Các chi dùng (cung cấp máy in, v.v ) Hợp đồng bảo dưỡng hỗ trợ Nối mạng Hệ thống an toàn Dữ liệu Thu thập liệu (dữ khảo sát thực địa, liệu viễn thám) Tạo sở liệu Chuyển đổi liệu Bảo dưỡng sở liệu Cập nhật liệu Con người/hành Chi phí cá nhân bên Tư vấn kỹ thuật bên Bảo hiểm Hành Đào tạo Thuê mướn Đi lại hội họp Phương pháp để lựa chọn hệ thống Dự án thử nghiệm Mục tiêu lâu dài Phân tích chi phí-nguồn lợi 38 Phân tích chi phí/lợi nhuận việc sử dụng HTTĐL Nguồn lợi trực tiếp Chi phí gián tiếp nguồn lợi gián tiếp có ý nghĩa gì? Kinh tế Lượng nhân viên yêu cầu (thường xun, khơng thường xun) khơng gian địi hỏi cho cất giữ đồ Tiết kiệm thời gian cho nhiệm vụ có quy trình lặp lại Chi phí tư vấn Tăng tính hiệu Cung cấp thơng tin nhanh Phạm vi phục vụ thông tin cung cấp nhanh Thơng tin ngày sẵn có Thơng tin cập nhật sẵn có Sự kết nối bên bên tăng cường Những sản phẩm Phạm vi đầu - đồ, biểu bảng, v.v Chất lượng đầu tốt 39 Chi phí gián tiếp Nguồn lợi gián tiếp Sự tín nhiệm máy tính tăng lên - tính mỏng manh thất bại, thay đổi phần cứng/phần mềm, v.v Môi trường làm việc tồi - tiếng ồn, nóng, nhiệm vụ buồn tẻ người sử dụng Địi hỏi nguồn lực lao động có lỹ cao Thơng tin góp chung tăng lên Việc đưa định nắm tình hình tốt Các định nhanh Quyết định mang tính thuyết phục Khả cạnh tranh mạnh Nguồn lực lao động có phong cách tốt - hợp phần cẩn thận hơn, nhiệm vụ buồn tẻ giảm Phân tích rộng lớn hơn: phân tích tinh Hiểu vấn đề rõ Thoả mãn với định đưa Nâng cao tính trực quan liệu 40 10 10 3.2 hƯ thèng l−íi chiÕu 3.2 hƯ thèng l−íi chiếu Đỉnh nón LAMBERT Hình chiếu mặt nón tiếp tuyến với trái đất theo vĩ tuyến Vĩ tuyến Xích đạo Hình chiếu dạng nón Bảo toàn hình dạng Diện tích, khoảng cách, hớng: xa vĩ tuyến tiếp tuyến mặt nón với trái đất biến dạng, méo tăng Sử dụng cho vùng khu vực ôn đới Phép chiếu phơng vị Lambert : tg // 55G Beauvais Lambert : tg // 52 G ≡ Châteauroux Lambert : tg // 49 G ≡ Avignon Lambert : tg // 46,85 G ≡ Corse 130 Sư dơng cho c¸c vïng cùc 129 3.2 hƯ thèng l−íi chiÕu 3.2 hƯ thèng l−íi chiÕu MERCATOR MỈt trơ tiÕp tun với trái đất xích đạo UNIVERSAL TRANSVERSE MERCATOR (UTM) Hình chiếu trụ Bảo toàn hình dạng Mặt trụ tiếp tuyến với trái đất theo đờng kinh tuyến bề mặt trái đất đợc chia 60 múi, múi gần tới vùng cực bị biến dạng Diện tích, (trung tâm đờng kinh tuyến, giới hạn dới 84 84 N & 80 80S) thay đổi khoảng cách, gần tới vùng cực sai số tăng; ả dụng đợc khoảng từ xích đạo đến vĩ độ 15 độ Hình chiếu trụ Bảo toàn hình dạng Diện tích, khoảng cách, hớng: hớng tất đờng thẳng đồ có hớng không đổi Sử dụng hành hải, hàng không Ví dụ: Việt nam zone 48,49 sai số tăng theo khoảng cách tới kinh tuyến trung tâm múi 131 Lu ý HTĐ, lưới chiếu xây dựng CSDL? 132 33 33 3.3 thu thËp d÷ liƯu 3.3 thu thËp liệu QUét ảnh D liu hin thi l nhng liệu nào? Tại phải chuyển đổi định dạng d liu? Hình ảnh số raster nhận đợc từ t liệu tơng tự giấy Vector hoá đợc thực tự động hay thủ công (giải đoán dới trợ giúp máy tính) Chuyển đổi liÖu hiÖn thêi Quét ảnh cần quan tâm đến yếu t gỡ? Số hoá Mỗi phần mềm có kiểu tổ chức liệu riêng biệt (format) Việc chuyển đổi liệu hệ thống cần có giao diện BN S HểA: Hình ảnh số vector nhận đợc từ t liệu tơng tự giấy nhng xử dụng phơng pháp thủ công nên kéo theo nhiều sai sót xảy nh: undershoot (không có đIểm nối) overshoot (vợt qua) Thiếu thuộc tính Thừa thuéc tÝnh SỐ HÓA TRÊN ẢNH: Hạn chế sai số kỹ thuật đơn giản Tại sử dụng bàn số hóa? Kh«ng cã format chn : cịng nh− giao diƯn cđa c¸c connections Format chuÈn: chØ cã mét giao diÖn qua hÖ thèng 133 134 3.3 thu thËp d÷ liƯu 3.3 thu thËp d÷ liệu 3.3 thu thập liệu viễn thám D liu a hỡnh t nhng ngun no? Địa hình Nắn chỉnh giá trị phổ phản xạ hình học Kỹ thuật trình bày mặt phẳng hình dạng trái đất với chi tiết tự nhiên hay nhân tạo." Lấy mẫu Sử dụng t liệu sẵn có nh: đồ điều tra bản, đồ địa hình Kỹ thuật trắc lợng ảnh, toàn đạc, GPS Các giai đoạn tiền xử lý (hình học phổ) để giảI đoán số hay giảI đoán mắt thờng thực cần thiết phần lớn trờng hợp trớc đa thông tin viễn thám vào GIS ViƠn th¸m Reflectancia 100 nieve suelo calcareo seco 50 C¸c ảnh số theo khuôn dạng raster đợc tích hỵp trùc tiÕp hay sau xư lý Phương pháp giải đốn ảnh viễn thám? Vegetación 20 NhËp kÕt qu¶ agua Longitud de onda azul Phân loại phổ 135 verde rojo infrarrojo cercano tính toán tín hiệu phổ Điều tra thực địa 136 34 34 3.4 thao tác với liệu 3.4 thao tác với liệu Chiết xuất Chiết suất Tối u hoá xử lý Huy đng phần sở liệu (nhiều ngời sử dụng) V D ???? Đơn giản dạng raster Phức tạp dạng vector cắt liệu khôi phục quan hệ không gian (topology) trì khả tích hợp DECOUPAGE Chiết suất có cách chiết suất liệu? SELECTIÓN DES OBJETS TOUCHES SELECTION DES OBJETS INCLUS 137 138 3.4 thao tác với liệu KháI quát hoá Giảm số lợng đIểm hay pixel liệu ban đầu nhằm làm tăng tốc độ tính toán Thay đổi tỷ lệ nghiên cứu Đây trình không thuận nghịch???? 3.4 thao tác với liệu Gép chung Gộp chung có ứng dụng gì? Thc tÝnh : gộp đối tợng thuộc lớp V D ???? Không gian : lựa chọn đối tợng theo tiêu chí không gian bên cạnh ô mầu đỏ" Khái qt hóa lại phải khải qt hóa? Ví dụ???139 140 35 35 3.4 thao tác với liệu 3.4 thao tác với liệu Chun ®ỉi cÊu tróc phÐp chun ®ỉi chiỊu Chun đổi Raster sang Vector ngợc lại Thay đổi độ xác chất lợng liệu Nhân tố cđa sai sè lan trun Thay ®ỉi vỊ kÝch th−íc VECTOR hoá : Khó khăn xây dựng lại topology Thay đổi hớng "RASTER hóa" : Mất đI thông tin liên quan tới kích thớc pixel Thay đổi phÐp chiÕu polygon Ứng dụng phép chuyển đổi hai chiều? arc Trên thực tế, lại phải số hóa thủ cơng mà khơng chuyển đổi cấu trúc tự ng? 141 142 Câu hỏi THO LuN chơng III 3.4 thao tác với liệu phép chuyển đổi chiều Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến sai số phương pháp số hóa đồ? So sánh phương pháp nhập liệu địa lý trắc đạc mặt đất, đo đạc vệ tinh viễn thám? Sai số trình chuyển đổi liệu Raster sang Vector ngược lại Vector sang Raster? Chuyển đổi cấu trúc hai chiều ứng dụng nó? Chuyển đổi cấu trúc ba chiều ứng dng ca nú? Làm biến dạng bề mặt trái đất Các bề mặt bị che khuất Phối cảnh N ng dụng phép chuyển đổi ba chiều? 143 144 36 36 4.1 Phân tích liệu Xử lý liệu Tiến hành đồng thời đặc trng không gian thuộc tính đối tợng Chơng IV Phân tích liệu sai số GIS Tính toán Query (hỏi đáp) Các phép toán không gian Chng IV trình bày khả giải vấn đề GIS phân tích liệu, cuối chương đề cập đến vấn đề sai số biến động liệu Về đầu trang 145 4.1 Ph©n tích liệu 4.1 Phân tích liệu tính toán Query (hỏi đáp) Các đặc trng hình học địa lý đối tợng: query thuộc tính: khoảng cách, chu vi, diện tích, thể tích Các thông tin mô tả: sử dụng phép toán số học SGBD đua đặc trng đối tợng ( query điều kiện SQL) V D ???? query không gian: đa quan hệ đối tợng (query đợc tiến hành mặt graphique quan hệ địa lý, topologi) Lát cắt Lấp đầy số điểm khoảng cách diện tích Hai dạng query thờng đợc tiến hành đồng thời mặt cắt mặt 1 số điểm polygon 146 V D ???? mặt độ cong, góc dốc chu vi Ứng dụng chức tính tốn? thĨ tÝch sù khác mặt 147 ng dng ca Query? 148 37 37 4.1 Phân tích liệu 4.1 Phân tích liệu Tổ hợp Các phép xử lý không gian Một vài phép toán đặc biệt cho hai kiểu liệu vector, raster Là việc chồng ghép hai lớp để tạo lớp Chồng ghép Vùng đệm, Hành lang (Buffer) Các thuật toán lân cận Lọc M¹ng l−íi chiỊu D¹ng vector : phøc t¹p cã thể tạo nhiều polygon độ xác kết phụ thuộc vào sai số liệu Dạng raster : đơn giản lớp phải đồng toạ độ, có số lợng, kích thớc pixel Chồng ghép đồ gì? 149 4.1 Ph©n tÝch liệu 150 4.1 Phân tích liệu Tổ hợp liệu vector Tổ hợp liệu raster CHồNG GHéP TíNH PHầN GIAO NHAU XÂY DựNG TOPOLOGIE A + = Poli A A Val1 A' B B C B' Poli Val1 Val2 A' B' C 1 Poli Val2 B 151 152 38 38 4.1 Phân tích liệu 4.1 Phân tích liệu Tổ hợp liệu - Chồng ghép đồ BUFFERS (vùng đệm) a) Chng bn (Overlay) Các buffers tạo bao quanh điểm, đờng polygon b) Ghộp bn đồ (Dissolve) Ứng dụng chồng ghép đồ? VÍ DỤ ???? 153 Ứng dụng vùng đệm? 4.1 Ph©n tích liệu V D ???? 154 4.1 Phân tích liệu phép toán lân cận phép toán lân cận Cho phép làm rõ quan hệ không gian đối tợng địa lý Tính lân cận (polygon) Thuật toán topology : quan hệ không gian (tối u hoá, mô phỏng) Ví dụ Nội suy B (chuyển đổi thông tin rời rạc thành thông tin liên tục) A C Lan truyÒn Poli A B C A - 1 B - C - (M« biến đổi tợng) Ma trận lân cận 155 156 39 39 4.1 Phân tích liệu 4.1 Phân tích liệu phép toán lân cận Lan trun Nèi (cung) B¶ng cung / node A C Nghiên cứu biến động hiƯn t−ỵng B Arc N.initial N.final A node B C (biến động đẳng hớng theo khoảng cách hặoc dị hớng theo hàm toán học) Matrice de connexité Ứng dụng phép toán lõn cn? Mô lan truyền mạng l−íi hay mét bỊ mỈt - 1 - 0 - 0 - 157 4.1 Phân tích liệu ng dng ca phộp lan truyn? 158 4.1 Phân tích liệu Mô hình số ®é cao? M¹ng Mơ hình số hố độ cao thể số độ cao Các đối tượng thể thường bề mặt trái đất, tầng đất, mực nước (chØ ¸p dơng cho vector) Các phép toán mô hình hành trình, định vị lan truyền, sử dụng : Mụ hỡnh số hoá độ cao thể dạng là: Mơ hình DEM (Digital Elevation Model) Raster Mơ hình TIN (Triangle Irregular Network) -Vector ã quan hệ lân cận ã segment hoá trình động lực V D Google Map???? Mô hình hoá tuyến đờng ( tìm đờng tối u) 159 40 40 4.1 Phân tích liệu 4.1 Phân tích liệu phơng pháp xây dựng Mô hình số độ cao? cách biểu diễn số liệu độ cao? Cặp ảnh Bản đồ địa hình 590 595 595 590 600 590 585 595 580 600 585 580 580 595 600 590 595 595 590 595 590 590 595 600 600 585 580 590 595 Sè ho¸ QuÐt KiĨu vect¬ KiĨu RASTER Mơ hình số hố độ cao cấu trúc vector nhìn từ góc xiên TIN Ph©n tích tơng quan Bản đồ độ cao Bản đồ độ dốc Bản đồ hớng phơi 600 Mụ hỡnh s húa cao dng Raster DEM Bản đồ hớng chiếu s¸ng Các ứng dụng mơ hình số hóa độ cao? 4.1 Phân tích liệu 162 4.1 Phân tích liệu Nội suy? Mô hình số độ cao Tạo DEM : cách nội suy đờng đồng mức (theo nhiều thuật toán khác nhau) Tạo đồ thành phần : tính toán số địa mạo 126m Mỗi pixel có giá trị độ cao z z(y) - z(y') dz / dy = = n y x x' n z(x) - z(x') dz / dx = = n y' Néi suy n 2 4 6 6 6 Sự giống khác đồ Raster thơng thường DEM? 163 ®é dèc (theo %) = dz / dy + dz / dx dz / dy gãc azimuth ( °) = arctan dz / dx Lọc liệu ntn? Tại phải lọc liệu độ cao? 164 41 41 4.1 Ph©n tích liệu 4.2 khôi phục Mô hình số độ cao Tạo đồ thành phần KHÔi PHụC, CậP NHậT Ngời sử dụng làm bật kết quả, cập nhật, khôi phục lai giá trị thông qua hình, đồ hoạ, bảng, đồ Màn hình Danh sách, bảng Đồ hoạ Bản đồ ảnh, mô hình chiều Đồ hoạ động Các file V D ???? độ dốc Azimut, hớng V D ???? 165 166 độ chiếu sáng relief 4.3 SAI S V BIN NG D LIỆU CÂU HỎI THẢO LUẬN CHƯƠNG IV Phân loại sai số GIS theo nguồn gốc I Nguồn gốc rõ ràng 8 Chức thể tìm kiếm, lấy ví dụ minh họa? Chức đo đếm tính tốn GIS, lấy ví dụ minh hoạ? Nêu số ứng dụng chồng ghép đồ? Khả ứng dụng phép lan truyền? Khả ứng dụng phép nội suy? Khả ứng dụng phân tích mạng lưới? Khả ứng dụng mơ hình số hố độ cao? Phương pháp xây dựng mơ hình số hóa độ cao từ đường đồng mức? Phân tích nguyên nhân dẫn đến sai số GIS? Dữ liệu lạc hậu Vùng phủ liệu – hồn tồn khơng hồn tồn Tỷ lệ đồ Mật độ quan trắc/lấy mẫu Nguyên nhân sai số? Mức độ liên quan Dạng lưu trữ Biện pháp khắc phục? Mức độ cập nhập Chi phí II Nguồn gốc trình thu thập dũ liệu Độ xác địa lý 10 Độ xác liệu thuộc tính 11 Biến động liệu cập nhập thiếu khách quan III Nguồn gốc q trình phân tích liệu 12 Sai số máy tính 13 Q trình phân tích khơng gian lỗi lôgic chồng ghép 14 Vấn đề phân loại tổng quát Phương pháp, định nghĩa phân loại tính nội suy 167 168 42 42 5.1 Sơ lược Internet Sự hình thành đời mơ hình tính tốn? Các mơ hình tính tốn Tính tốn tập trung CHƯƠNG V HỆ THƠNG TIN ĐỊA LÝ VÀ INTERNET Chương V nói khả liên kết GIS với Internet thành hệ thống thông tin địa lý trực tuyến với mục đích phát tán chia xẻ thông tin qua mạng Về đầu trang 169 5.1 Sơ lược Internet Hình 5.1 Mơ hình tính tốn tập trung 170 5.1 Sơ lược Internet Kiến trúc tính tốn khách/chủ (client/server) Mạng máy tính PC Chia sẻ đến mạng trạm làm việc (Workstation) máy chủ (server) Xuất vào năm đầu thập kỷ tám mươi kỷ XX Chia sẻ tệp áp dụng sản phẩm XBase (dBase, FoxPro, Clipper) Hệ thống chia sẻ tệp phù hợp với công việc xử lý số lượng nhỏ liệu không nhiều người sử dụng Tuy nhiên, số lượng ứng dụng số liệu ngày gia tăng nhanh dẫn tới mơ hình tính tốn khơng cịn đáp ứng Kiến trúc khách/chủ phân chia chức hệ thống thành tầng, chúng có khả phát triển độc lập Cách tiệm cận cho khả cài đặt hệ thống theo tổ chức modul khả làm việc mềm dẻo Tổng quát giải pháp khách/chủ bao gồm tầng độc lập mơ tả sau đây: Lơgic trình diễn: quản lý tương tác người sử dụng ứng dụng Lôgic tác nghiệp (business): quản lý theo chế (luật tác nghiệp) ứng dụng Lôgic xâm nhập liệu: Tâng quản lý việc lưu trữ truy nhập liệu sở liệu Sự hạn chế mạng máy tính PC? 171 172 43 43 5.1 Sơ lược Internet 5.1 Sơ lược Internet Kiến trúc khách/chủ hai tầng Kiến trúc khách/chủ ba tầng Hình 5.2 Kiến trúc khách/chủ hai tầng 173 5.1 Sơ lược Internet 174 5.1 Sơ lược Internet Mạng máy tính internet Kiến trúc khách/chủ đa tầng Mở rộng giải pháp khách/chủ ba tầng kiến trúc đa tầng (hay n tầng) Trong giải pháp khách/chủ đa tầng lôgic tác nghiệp phân hạch phân tán xếp hành thông điệp, kho liệu, trao đổi liệu Mạng tàng để internet hoạt động, internet kết nối tồn cầu vơ số máy tính thơng qua dây cáp phần cứng khác Modem phương tiện vật lý cần thiết để kết nối máy tính đơn lẻ với mạng máy tính khác thơng qua đường truyền vật lý theo giao thức chuẩn Mạng cục hay mạng diện rộng kết nối internet thông qua chọn đường (router) Đó thiết bị thơng minh đọc gói liệu gửi đến thực giải thuật tìm đường tối ưu sau gửi tin đến địa phù hợp Máy tính xâm nhập internet thông qua “Nhà cung cấp dịch vụ internet” (internet service Provider – ISP) ISP có khả kết nối mạng dịch vụ trực tuyến với tốc độ truyền tin cao (từ 56Kbs đến Mbs) 175 176 44 44 5.2 HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ INTERNET 5.2 HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ INTERNET Lựa chọn giải pháp Các giải pháp Trả lời câu hỏi sau giúp ta lựa chọn giải pháp thiết kế hệ GIS phân tán phù hợp + Tại ta phải phân tán thông tin địa lý? + Ai khách hàng dịch vụ xây dựng, họ mong đợi họ có đặc điểm nào? + Những phần CSDL chia sẻ tới người dùng? + Có thể coi liệu hàng hố khơng? + Sẽ cung cấp cho khách hàng loại hiển thị, truy vấn khả phân tích nào? + Giao diện tìm kiếm thơng tin phải nào? + Phần lớn tiến trình xử lý xảy máy chủ, máy trạm hay nơi khác? + Tự xây dựng, quản trị trang chủ hay thuê mướn công ty chuyên nghiệp? Nhiệm vụ server Truyền tải Nhiệm client Nhẹ client Cân đối Nặng client GIS client Duyệt đồ Truy vấn liệu Phân tích Vẽ đồ Truy vấn liệu Phân tích Vẽ đồ Phân tích Vẽ đồ Dịch vụ tệp Bản đồ Raster Dữ liệu Raster/vector Bản đồ vector Hiển thị Hiển thị Duyệt đồ Truy vấn đầu vào Dữ liệu thô Hiển thị Hiển thị Duyệt đồ Duyệt đồ Truy vấn liệu Truy vấn liệu Vẽ đồ Phân tích 177 5.3 CÁC LOẠI ỨNG DỤNG HTTTĐL TRỰC TUYẾN 5.3 CÁC LOẠI ỨNG DỤNG HTTTĐL TRỰC TUYẾN Tải liệu thô Ứng dụng tải liệu thô? 178 Hiển thị đồ tĩnh 179 Ứng dụng hiển thị đồ tĩnh? 180 45 45 5.3 CÁC LOẠI ỨNG DỤNG HTTTĐL TRỰC TUYẾN 5.3 CÁC LOẠI ỨNG DỤNG HTTTĐL TRỰC TUYẾN Duyệt đồ động Ứng dụng duyệt đồ động? Hỏi đáp, phân tích GIS sở Web 181 5.3 CÁC LOẠI ỨNG DỤNG HTTTĐL TRỰC TUYẾN Ứng dụng hỏi đáp phân tích sở Web? 182 CÂU HỎI THẢO LUẬN CHƯƠNG V Phần mềm GIS hiểu mạng Hãy phân tích việc lựa chọn giải pháp xây dựng hệ thống thông tin địa lý trực tuyến? Khả ứng dụng với tải liệu thô? Khả ứng dụng với hiển thị đồ tĩnh? Khả với duyệt đồ động? Khả với hỏi đáp, phân tích GIS sở Web? Khả với GIS trực tuyến? Ứng dụng phần mềm GIS hiểu mạng? 183 184 46 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng việt B Tài liệu tiếng Anh Nguyễn Văn Ba, “Phân tích thiết kế hệ thống thơng tin”, Nxb ĐH Quốc Gia Hà Nội Công ty nghiên cứu Đông Dương TT Viễn thám, “Bài giảng GIS”, 2000 Đặng Văn Đức, “Hệ thống thông tin địa lý”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2001 Phạm Trọng Mạnh, “Cơ sở hệ thống thông tin địa lý Quy hoạch quản lý đô thị”, 1999, NXB Xây dựng Nguyễn Thế Thận, Cơ sở hệ thống thông tin địa lý GIS, Nxb KHKT, 1999 Trần Thị Băng Tâm, Giáo trình hệ thống thơng tin địa lý, Nxb Nông Nghiệp, Hà nội, 2006 Trần Thị Băng Tâm, Bài giảng “Hệ thống thông tin đất”, Trường ĐH Nông nghiệp I, Hà Nội, 2006 Đỗ Trung Tuấn, “Cơ sở liệu”, NXB Đại học Quốc Gia Hà nội, 2004 Aronoff, S 1989 Geographic Information Systems: A management perspective WDL Publications, Ottawa, Canada 294 p Burrough, P.A 1986 Principle of Geographical Information Systems for Land Resources Assessment Oxford University Press U.K 186 pages Burrough, Peter A Rachael McDonnell, P A Principles of Geographical Information Systems (Spatial Information Systems); 2nd edition Oxford Press, 1998 G.D.Lodwick, M.Feuchtwanger, Land Information Systems, Curtin University of Technology, School of Land Survey and Land Information, Australia,1989 ESRI (Environmental Systems Research Institute), Understanding GIS: The Arc/Info Method ESRI Inc., New York, U.S., 2001 FAO, Land & water Resource Information Systems, Roma, Italy, 1999 Peter F.Dale, John D Mclaughlin, Land Information Management, Clarendon Press.Oxford, 1989 Star, Jeffrey Estes, John Geographic Information Systems: An Introduction Prentice Hall, New Jersey, U.S., 1990 185 Về đầu trang 186 47 47 ...1.1 Sơ lược hệ thống thông tin 1.1 Sơ lược hệ thống thông tin Hệ thống thông tin gì? Các phận hệ thống thơng tin? Định nghĩa hệ thống thông tin: (Booke at al 1982) Hệ thống thông tin công cụ... hệ thống thông tin địa lý Quy hoạch quản lý đô thị”, 1999, NXB Xây dựng Nguyễn Thế Thận, Cơ sở hệ thống thông tin địa lý GIS, Nxb KHKT, 1999 Trần Thị Băng Tâm, Giáo trình hệ thống thông tin địa. .. tin + A satisfying use enviroment: Môi trường sử dụng phải phù hợp 2 1.1 Sơ lược hệ thống thông tin 1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ Hệ thống thơng tin địa lý gì? Q trình tổ chức hệ