Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS sơ đồ địa bàn phường Vĩnh Thọ - TP.Nha Trang

Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS sơ đồ địa bàn phường Vĩnh Thọ - TP.Nha Trang

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

LỜI NÓI ĐẦU

Trước đây, GIS ứng dụng vào lĩnh vực số hóa bản đồ Tuy nhiên trong những năm gần đây GIS đã được ứng dụng nhiều trong công tác phân tích, xử lý, cập nhật và quản lý dữ liệu cho các lĩnh vực khác nhau Khoa học thông tin địa lý đã và đang trong việc phân tích và xử lý và quản lý số liệu Do vậy, ứng dụng GIS

vào công tác quản lý trên địa bàn tỉnh, phường sẽ dễ dàng kiểm soát các biến động

và cập nhật các thông tin trên đối tượng đặc biệt và hộ khẩu là một giải pháp hữu hiệu.

Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, Thạc sỹ Nguyễn Thủy Đoan Trang, trong thời gian qua, em đã có dịp tìm hiểu và xây dựng cơ sở dữ liệu GIS sơ đồ địa bàn phường Vĩnh Thọ

Qua đợt thực tập này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô Nguyễn Thủy Đoan Trang, giáo viên trực tiếp hướng dẫn đề tài đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo em hoàn thành đề tài.

Em xin cảm ơn tới thầy cô của khoa Công Nghệ Thôg Tin, trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện tốt cho em thưc hiện đề tài

Em xin cảm ơn tới chú Ngô Văn Thảo, trưởng Công An phường Vĩnh Thọ đã tạo điều kiện tốt và cung cấp những tư liệu cần thiết giúp ích cho em trong quá trình thưc hiện đề tài

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng trong quá trình thực hiện đề tài em không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong quý thầy cô và các bạn quan tâm đóng góp ý kiến để đề tài thực tập tốt nghiệp ngày càng hoàn thiện hơn.

Nha Trang, ngày 15 tháng 06 năm 2010

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Văn LợiNguyễn Thị Mong

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 9

1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 9

1.1 Giới thiệu 9

1.2 Thông tin địa lý 9

1.3 Hệ thống thông tin địa lý 9

1.4 Khoa học thông tin địa lý 11

5 THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ 20

5.1 Thu thập dữ liệu địa lý 20

5.2 Nhập dữ liệu từ bản đồ giấy 20

5.3 Chuyển đổi cấu trúc dữ liệu 21

5.4 Tiền xử lý dữ liệu bản đồ vector 22

CHƯƠNG 2 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH AVENUE 24

1 GIỚI THIỆU VỀ NGÔN NGỮ AVENUE 24

1.1 Giới thiệu 24

1.2 Đặc điểm của ngôn ngữ Avenue 24

2 CẤU TRÚC NGÔN NGỮ AVENUE 24

2.1 Các kiểu đối tượng dữ liệu trong Avenue 24

2.2 Các toán tử trong Avenue 32

2.3 Biến và tầm vực của biến 34

2.4 Các phát biểu 34

2.5 Điều khiển giữa các Script 38

2.6 Đối tượng AV và từ khóa SELF 38

2.1 Dữ liệu không gian 46

2.2 Dữ liệu thuộc tính 51

2.2.1 Mô hình quan niệm dữ liệu 51

2.2.2 Mô hình tổ chức dữ liệu 52

2.2.3 Mô hình vật lý dữ liêu 52

CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH 62

1 KẾT NỐI DỮ LIỆU VỚI AVENUE 62

2 XÂY DỰNG GIAO DIỆN 68

MỞ ĐẦUĐẶT VẤN ĐỀ

Trong thế kỷ 21, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ mà đặt biệt là lĩnh vực công nghệ thông tin ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống, nhu cầu về thông tin về lãnh thổ, quy hoạch phát triển, thông tin về văn hóa, kinh tế xã hội, an ninh xã hội ngày càng lớn, nó đòi hỏi ngừơi quản lý phải biết nắm bắt, phân loại và xử lý thông tin một cách khoa học Do vậy mục tiêu là phải xây dựng một hệ thống cơ sở dữ liệu thống nhất, từ đó cung cấp các thông tin hỗ trợ giúp quyết định phát triển kinh tế địa phương thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.

Ngày nay, đã có nhiều phần mềm ứng dụng ra đời thay thế cho các thao tác thủ công đem lại nhiều hiệu quả cao Trong lỉnh vực an ninh trật tự xã hội, thì khối lượng thông tin là vô cùng lớn, nhưng yêu cầu phải quản lý và cung cấp thông tin chính xác cho người quản lý Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý an ninh trật tự khu vực ở nước ta chỉ là những bước đi ban đầu, khi mọi thao tác chỉ vẫn chỉ là thủ công gây khó khăn cho việc lưu trữ, truy xuất thông tin Đối tượng tội phạm cần phải được theo dõi các thông tin thường xuyên, khối lượng thông tin cần phải lưu trữ, cập nhật là rất lớn bao gồm những thông tin vị trí ở, hình dạng, thông tin vể gia đình của các đối tượng Nên cần đảm bảo độ chính xác cao, tìm kiếm dễ dàng và nhanh chóng hơn Nhất là trong xu thế hội nhập khu vực và quốc tế thì việc ứng dụng và phát triển công nghệ tin học cho tất cả các lĩnh vực nói chung, lĩnh vực quản lý an ninh khu vực là một tất yếu khách quan.

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một trong những công cụ hỗ trợ đắc lực, hiệu quả nhất làm cơ sở cho lãnh đạo địa phương hoạch định chính sách, ra quyết định một cách chính xác, nhanh chóng trên cơ sở hệ thống dữ liệu tự nhiên và kinh tế - xã hội được lưu trữ, cập nhật Trong lĩnh vực quản lý tài nguyên và môi trường nó là công cụ đắc lực cho phép phân tích, đánh giá đầy đủ hiện trạng và tiềm năng các nguồn lực tài nguyên thiên nhiên (nhân khẩu, đất đai, khoáng sản, nguồn nước, môi trường ) để từ đó định hướng khai thác, quản lý hiệu quả, tiết kiệm nhất các nguồn lực đó ArcView Gis là một trong những phần mềm trong việc quản lý cơ sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính Cho phép người dùng nắm bắt thông tin chính xác về địa bàn của địa phương và truy xuất dữ liệu phục vụ cho các công tác liên quan.

Nhằm đáp ứng yêu cầu công tác quản lý tốt hộ khẩu và tình hình an ninh trật

tự, kinh tế xã hội Ứng dụng GIS vào công tác quản lý trên địa bàn tỉnh, phường sẽ

dễ dàng kiểm soát các biến động và cập nhật các thông tin trên đối tượng đặc biệt và hộ khẩu.

Từ những yêu cầu thực tế nêu trên, đề tài “Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS sơ

đồ địa bàn phường Vĩnh Thọ - TP.Nha Trang” sẽ giải quyết phần nào những

bất cập trong công tác quản lý thông tin hiện nay của phường.

MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU ĐỀ TÀI1 Mục tiêu

 Chuyển đổi, thiết kế, xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính vào hệ thống phần mềm ArcView3.x Gis phục vụ công tác quản lý thông tin nhân khẩu và đối tượng tội phạm của phường Vĩnh Thọ.

 Ứng dụng GIS xây dựng công cụ hổ trợ công tác quản lý thông tin nhân khẩu.

 Góp phần hiện đại hoá việc cập nhật, các thông tin về nhân khẩu và các đối tượng phạm tội của phường.

Để xây dựng chương trình cần tìm hiểu phần mềm ArcView3.x, ngôn ngữ lập trinh Avenue, sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server 2005 để phân tich và thiết kế cơ sở dữ liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1 Giới thiệu

Hệ thống thông tin địa lý (GIS: Geographics Information System) bắt đàu thâm nhập vào Việt Nam qua các dự án hợp tác quốc tế từ những năm cuối thập niên 80 của thế kỷ XX Tuy nhiên, cho đến giữa thập niên 90, GIS mới có cơ hội phát triển tại Việt Nam, đây là một lĩnh vực mới.

Hiện nay nhiều cơ quan nhà nước và doanh nghiệp đã đóng ghóp và đang tiếp cận công nghệ thông tin địa lý (công nghệ GIS) để giải quyết những bài toán như quản lý môi trường, tài nguyên, quản lý đô thị và khu dân cư hoặc thực hiện các bài toán thiết kế quy hoạch sử dụng đất đai, quản lý và thiết kế công trình cơ sở hạ tầng kỹ thuật, xây dựng chiến lược về thị trường,v.v… Sự phát triển của công nghệ thông tin địa lý với nhiều hữu hiệu đã thu hút sự quan tâm của nhiều người và những áp dụng ngày càng phong phú đa dạng đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của khoa học thông tin địa lý (GIScience)

1.2 Thông tin địa lý

Thông tin địa lý là những thông tin về các thực thể tồn tại một vị trí xác định trên bề mặt Trái Đất ở một thời điểm nào đó Thông tin địa lý giúp chúng ta nhận biết được thuộc tính của một thực thể tồn tại ở đâu và vào lúc nào.

Thi dụ: Thông tin về siêu thị, bệnh viện, trường học; thông tin về mạng đường xe buýt; thông tin về một tai nạn giao thông; thông tin về một đám cháy; thông tin về thòi tiết; thông tin về những vùng nông nghiệp; v.v…

1.3 Hệ thống thông tin địa lý

Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thi dữ liệu không gian (Clarke, 1995).

Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về GIS, xuất phát từ các tiếp cận khác nhau, các nhà khoa học đã có những định nghĩa khác nhau về GIS.

 Xuất phát từ những lĩnh vực khác GIS, những nhà khoa học trong các lĩnh địa chất, môi trường, tài nguyên, v.v…sử dụng GIS như là công cụ phục vụ cho nghiên cứu của mình đã định nghĩa GIS:

 GIS là một hộp công cụ mạnh được dùng để lưu trữ và truy vấn tùy ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu đặc biệt (Burough, 1986).

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống có chức năng xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ cho việc quy hoạch, trợ giúp quyết định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định (Pavlidis, 1982).

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống sử dụng cơ sở dữ liệu để trả lời các câu hỏi về bản chất địa lý của các thực thể địa lý (Goodchild, 1985).

 Từ những chức năng cần có của một hệ thống thông tin địa lý, một số nhà khoa học đã định nghĩa:

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống chứa hàng loạt chức năng phức tạp dựa vào khả năng của máy tính và các toán tử xử lý thông tin không gian (Tomlinson and Boy, 1981; Dangemond, 1983).

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập và lưu trữ, truy vấn, phân tích dữ liệu không gian (Clarke, 1995).

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, luu trữ, phân tích, và hiển thị dữ liệu không gian (NCGIA = National Center for Geographic Information and Analysis, 1988).

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm bốn khả năng xử lý dữ liệu địa lý sau: (1) nhập dữ liệu, (2) quản lý dữ liệu (bao gồm lưu trữ và truy xuất), (3) gia công và phân tích dữ liệu, (4) xuất dữ liệu (Stan Aronoff, 1993).

 Theo quan điểm hệ thống thông tin, một số nhà khoa học đã định nghĩa: GIS là một hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với dữ liệu

có tham chiếu tọa độ địa lý Nói cách khác, GIS là hệ thống gồm hệ cơ sở dữ liệu với những dữ liệu có không gian và một tập những thuật toán để làm việc trên dữ liệu đó (Star and Estes, 1990)

 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một số phụ hệ (subsystems) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những thông tin có ích (Calkín và Tomlinson, 1977).

 GIS là một hệ thống thông tin đặc biệt với cơ sở dữ liệu gồm những đối tượng, những hoạt động hay nhiều sự kiện phân bố trong không gian được biểu diễn như những điểm, vùng trong hệ thông máy tính Hệ thống thông tin địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, vùng phục vụ cho những hỏi đáp và phân tích đặc biệt (Dueker, 1979).Như vây, hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống máy tính gồm phần mềm, phần cứng và các thiết bị ngoại vi có khả năng trả lời các câu hỏi cơ bản; “Ai?”,”Cái gì?”,”Ở đâu?”,”Khi nào?” và “Tại sao?” Trong đó, các trả lời cho câu hỏi: “Ai?”,”Cái gì?” xác định các đối tượng, các hoạt động, các sự kiện cần khảo sát; câu trả lời cho câu hỏi: “Như thế nào?”,”Tại sao?” là kết quả phân tích của hệ thống thông tin địa lý.

Trong tiến trình phát triển kinh tế xã hội, để đạt được một mục đích nào đó, con người cần phải có những quyết định hợp lý và kịp thời Những quyết định đó thường được thực hiện sau khi thu thập thông tin từ thế giới thực và phân tích xử lý nó theo một quan điểm nào đó Những quyết định này tác động trực tiếp hoặc gián tiếp trở lại thế giới thực theo khuynh hướng của người quyết định Nếu quyết định ấy tạo ra những kết quả có lợi hơn cho con người thì được đánh giá là tốt Ngược lại, nếu quyết định tác động lên thế giới thực sinh ra nhiều hậu quả có hại cho con người thì quyết định ấy được đánh giá là xấu.

Theo quan điểm thông tin, tiến trình nói trên thể hiện một sự tuần hoàn của dữ liệu: Dữ liệu từ thế giới thực được thu thập, lưu trữ, phân tích và ra quyết định Quyết định tác động trở lại thế giới thực làm thay đổi dữ liệu của thế giới thực Rồi dữ liệu của thế giới thực lại được thu thập, lưu trữ, phân tích và ra quyết định, vòng tuần hoàn lại được tiếp tục Có như thế, quyết định mới tốt và hệ thống mới có ý nghĩa.

Hình 1.3: Vòng tuần hoàn của dữ liệu địa lý.

1.4 Khoa học thông tin địa lý

Trong tiến trình phát triển, GIS đã được nhiều nhà khoa học sử dụng như công cụ, đồng thời nhiều nhà khoa học khác cũng dành thời gian nghiên cứu phát triển những công cụ GIS Thực tế đó đã hình thành nhóm những nhà khoa học nghiên cứu với GIS và nhóm những nhà khoa học nghiên cứ về GIS Khoa học thông tin địa lý (Geographic Information Science ) ra đời nhằm thúc đẩy và định hướng các hoạt động về GIS với các định nghĩa sau:

 Khoa học thông tin địa lý là một khoa học sử dụng cá hệ thống thông tin địa lý như những công cụ để hiểu biết về thế giới thực bằng cách mô tả và giải thich mối quan hệ của con người với thế giới thực.

 Khoa học thông tin địa lý là một khoa học sử dụng và nghiên cứu các phương pháp, các công cụ để thu thập, lưu trữ, phân tích, hiển thị và khám phá thông tin không gian.

Khoa học thông tin địa lý phát triển trên cơ sở sự phát triển của khoa học máy tính Khoa học thông tin địa lý sử dụng và phát triển các mô hình toán để biểu diễn, lưu trữ, phân tích, hiển thị dữ liệu về các đối tượng, các sự kiện, các hiện tượng trong thế giới thực Khoa học thông tin địa lý là một khoa học liên nghành của khoa học máy tính, khoa học toán và khoa học địa lý.

Hình 1.4 GIS là một khoa học liên nghành

1.5 Các thành phần của GIS

Một hệ thống GIS hoàn chỉnh gồm có hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm, …); Cơ sở dữ liệu; Con người và phương pháp.

Hình 1.5a: Các thành phần của GIS

Phần cứng: Hệ thống máy tính, có thể là máy chủ trung tâm hay các máy trạm hoạt

động độc lập hoặc liên kết mạng.

Hình 1.5b: Thiết bị của GIS

Phần mềm: Hiện nay có rất nhiều phần mềm phổ biến đã được thương mại hóa

như: ArcGis, Arc/Info, ArcView, Mapinfo, Idrisi, ENVI, Microstation … Các thành phần chính trong phần mềm:

 Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS).

 Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý.

 Giao diện đồ họa Người – Máy để truy cập các công cụ dễ dàng.

Cơ sở dữ liệu: Được coi là thành phần quan trọng của GIS Các dữ liệu địa lý

và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại Các nguồn dữ liệu phải cung cấp được các thông tin mà hệ thống yêu cầu như: Tọa độ địa lý, quy mô, đặc điểm thuộc tính, các mối quan hệ.

Con người và phương pháp: Là thành phần quan trọng của GIS Những người

làm công tác quản lý hệ thống thông tin địa lý cần có khả năng nhận định về tính chính xác, phạm vi suy diễn thông tin, kết nối các mảng thông tin trong hệ thống.

2 CHỨC NĂNG CỦA GIS

Hệ thống thông tin địa lý có bốn chức năng chính: thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu.

2.1 Thu thập dữ liệu

Dữ liệu là thành phần quan trọng và tồn tại lâu bền trong hệ thống thông tin địa lý Hầu hết các phần mềm GIS đều cung cấp chức năng để nhập dữ liệu vào hệ thống

Dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có thể được cung cấp từ bản đồ giấy, số liệu ghi nhận trên giấy, ảnh vệ tinh hoặc ảnh máy bay, các thiết bị đo đạc kỹ

Position System), hệ thống thu thập dữ liệu tự động (SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition),…

Mô hình raster: Mô hình dữ liệu ấn định vị trí của các đối tượng không gian vào các ô lưới hình ô vuông ( hoặc hình chữ nhật hay tam giác nhưng rất ít được sử dụng) có kích thước bằng nhau gọi là pixel, được xác định bằng tọa độ (x,y) là số thứ tự của hàng cột của pixel Trong cấu trúc raster, đường được biểu diễn bằng những pixel có cùng giá trị thuộc tính f(x,y) kề nhau, trải rộng ra theo một phương nào đó Vì trong cấu trúc raster, các pixel được xếp theo hàng, cột như một ma trận điểm nên đường ở đây không trơn, có dạng zic-zac Vùng được xác định bằng một mảng gồm nhiều pixel có cùng giá trị thuộc tính f(x,y) kề nhau, trải rộng theo nhiều phương.

Dữ liệu thuộc tính có thể lưu trữ gắn kết trong mỗi bảng thuộc tính của đối tượng không gian hoặc là các bảng dữ liệu hoàn toàn độc lập, khi cần thiết thì bảng dữ liệu này được kết nối vào bảng thuộc tính của đối tượng không gian tạo thành dữ liệu địa lý.

Dữ liệu trong một hệ thống thông tin địa lý được truy vấn theo hai phương thức:

 Truy vấn từ đối tượng không gian để tìm thuộc tính: Trong cách truy vấn này, người dùng phải xác định được vị trí của đối tượng cần quan tâm, sau đó xem thuộc tính của chúng.

 Truy vấn theo dữ liệu thuộc tính để tìm vị trí của đối tượng trong không gian bằng cách xây dựng các biểu thức dựa vào các điều kiện ràng buộc Trong trường hợp này, người sử dụng đã biết các đặc điểm của đối tượng và muốn tìm ra vị trí của đối tượng đó.

2.3 Phân tích dữ liệu

Phân tích dữ liệu là khả năng trả lời những câu hỏi về sự tác động lẫn nhau của những mối quan hệ không gian và thuộc tính giữa nhiều tập dữ liệu Có nhiều phương pháp phân tích dữ liệu trong GIS, tùy vào từng mục tiêu và nguồn dữ liệu củ thể mà ta có thể chọn phương phân tích khác nhau:

 Thao tác phân tích trên một lớp dữ liệu (Single Layer Operations) là những thuật toán xử lý dữ liệu trên một lớp như thuật toán buffer, truy vấn thuộc tính từ thuộc tính, truy vấn thuộc tính từ không gian, truy vấn không gian từ thuộc tính hoặc tạo những tập dữ liệu mới được thực hiện trên một lớp dữ liệu.

 Thao tác phân tích dữ liệu trên nhiều lớp dữ liệu (Multiple Layer Operations) là những thao tác trên nhiều lớp dữ liệu không gian để thực hiện các thuật toán phân tích: chồng lớp (union, intersect, indentify), phân tích gần kề, phân tích tương quan không gian,…

 Mô hình hóa không gian (Spatial Modeling) là xây dựng những mô hình để giải thích và dự báo theo không gian, mô phỏng không gian, thuật toán nội suy không gian.

 Phân tích mẫu điểm(Point Pattern Analysis) thực hiện các thuật toán phân tích số đông trên những lớp dữ liệu không gian điểm.

 Phân tích mạng (Network Analysis) ứng dụng vào những đối tượng dạng đường, những đối tượng này được tổ chức trong mạng lưới liên kết.

 Phân tích bề mặt (Surface Analysis) bao gồm những thuật toán phân tích, cần đến phân tích 3D của những biến phân bố không gian

2.4 Hiển thị dữ liệu

Chức năng hiển thị trong hệ thống thông tin địa lý là biến ngôn ngữ của máy tính thành ngôn ngữ thân thiện với người dùng, hiển thị những kết quả truy vấn hoặc phân tích không gian Dữ liệu GIS được hiển thị lên màn hình máy tính hoặc trên giấy in để cung cấp thông tin cho người dùng Trong GIS người ta dùng hình ảnh, hình vẽ, mô hình trực quan, chữ viết, biểu đồ, bản đồ, bảng thống kê, ký hiệu, màu sắc, âm thanh để trình bày vị trí và thuộc tính của các đối tượng và các kết quả phân tích

3 ỨNG DỤNG CỦA GIS

GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian, nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự nhiên như là: quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộ trình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật Trong phần lớn lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động.

Quản lý tài nguyên thiên nhiên

Mạng lưới xử lý chất thải

Môi trường nướcMạng lưới tuân thủ luật

môi trường

Đánh giá tác động môi trường

Đánh giá chính sách

 Môi trường: Theo những chuyên gia GIS kinh nghiệm nhất thì có rất nhiều

ứng dụng đã phát triển trong những tổ chức quan tâm đến môi trường Với mức đơn giản nhất thì người dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường, ví dụ như vị trí và thuộc tính của cây rừng Ứng dụng GIS với mức phức tạp hơn là dùng khả năng phân tích của GIS để mô hình hóa các tiến trình xói mòn đất, sự lan truyền ô nhiễm trong môi trường khí hay nước, hoặc sự phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởng của một trận mưa lớn Nếu những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vùng và ứng dụng sử dụng các chức năng phân tích phức tạp thì mô hình dữ liệu dạng ảnh (raster) có khuynh hướng chiếm ưu thế.

 Khí tượng thuỷ văn : Trong lĩnh vực này GIS được dùng như là một hệ

thống đáp ứng nhanh, phục vụ chống thiên tai như lũ quét ở vùng hạ lưu, xác định tâm bão, dự đoán các luồng chảy, xác định mức độ ngập lụt, từ đó đưa ra các biện pháp phòng chống kịp thời vì những ứng dụng này mang tính phân tích phức tạp nên mô hình dữ liệu không gian dạng ảnh (raster) chiếm ưu thế.

 Nông nghiệp: Những ứng dụng đặc trưng: Giám sát thu hoạch, quản lý sử

dụng đất, dự báo về hàng hoá, nghiên cứu về đất trồng, kế hoạch tưới tiêu, kiểm tra nguồn nước.

 Dịch vụ tài chính: GIS được sử dụng trong lĩnh vực dịch vụ tài chính

tương tự như là một ứng dụng đơn lẻ Nó đã từng được áp dụng cho việc xác định vị trí những chi nhánh mới của Ngân hàng Hiện nay việc sử dụng GIS đang tăng lên trong lĩnh vực này, nó là một công cụ đánh giá rủi ro và mục đích bảo hiểm, xác định với độ chính xác cao hơn những khu vực có độ rủi ro lớn nhất hay thấp nhất Lĩnh vực này đòi hỏi những dữ liệu cơ sở khác nhau như là hình thức vi phạm luật pháp, địa chất học, thời tiết và giá trị tài sản.

 Y tế: GIS còn có thể áp dụng trong lĩnh vực y tế Ví dụ như, nó chỉ ra được

lộ trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp cứu, dựa trên cơ sở dữ liệu giao thông GIS cũng có thể được sử dụng như là một công cụ nghiên cứu dịch bệnh để phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng.

 Chính quyền địa phương: Chính quyền địa phương là một trong những

lĩnh vực ứng dụng rộng lớn nhất của GIS, bởi vì đây là một tổ chức sử dụng dữ liệu không gian nhiều nhất Tất cả các cơ quan của chính quyền địa phương có thể có lợi từ GIS GIS có thể được sử dụng trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho việc hồ sơ giấy tờ hiện hành Nhà cầm quyền địa phương cũng có thể sử dụng GIS trong việc bảo dưỡng nhà cửa và đường giao thông GIS còn được sử dụng trong các trung tâm điều khiển và quản lý các tình huống khẩn cấp.

 Siêu thị bán lẻ: Phần lớn siêu thị vùng ngoại ô được xác định vị trí với sự

trợ giúp của GIS GIS thường lưu trữ những dữ liệu về kinh tế-xã hội của khách hàng trong một vùng nào đó Một vùng thích hợp cho việc xây dựng môt siêu thị có thể được tính toán bởi thời gian đi đến siêu thị, và mô hình hoá ảnh hưởng của những siêu thị cạnh tranh GIS cũng được dùng cho việc quản lý tài sản và tìm đường phân phối hàng ngắn nhất.

 Giao thông: GIS có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận tải

Việc lập kế hoạch và duy trì cở sở hạ tầng giao thông rõ ràng là một ứng dụng thiết thực, nhưng giờ đây có sự quan tâm đến một lĩnh vực mới là ứng dụng định vị trong vận tải hàng hải, và hải đồ điện tử Loại hình đặc trưng này đòi hỏi sự hỗ trợ của GIS.

4 DỮ LIỆU GIS

Mô hình cơ sở dữ liệu không gian:

Bản đồ thực chất là sản phẩm thu được trong việc đơn giản hóa một thực thể Nó phản ánh đồng thời những thông tin đặc trưng và các thông tin tổng hợp Thông tin tổng hợp thường được thể hiện dưới dạng các ký hiệu, ngược lại, các đối tượng hình ảnh được biểu diễn theo tọa độ không gian Dữ liệu không gian thường được hiển thị theo hai phương pháp Phương pháp thứ nhất biểu diễn dưới dạng các đơn vị bản đồ Phương pháp thứ hai

biểu diễn dưới dạng các ô lưới hay ma trận Hai phương pháp này gọi là mô hình vector và mô hình raster tương ứng.

Hình 4 Mô tả mô hình dữ liệu vector và raster

Mô hình dữ liệu raster:

Trong cấu trúc này thực thể không gian được biểu diễn thông qua các ô (cell) hoặc ô ảnh (pixel) của một lưới các ô Trong máy tính lưới này được lưu trữ dưới dạng ma trận trong đó mỗi cell được xác định bởi giao điểm của một hàng, một cột trong ma trận.

Trong cấu trúc này điểm được xác định bởi các cell, đường được xác định bởi một số các cell liền kề nhau theo hướng, vùng được xác định bởi các cell mà

Biểu diễn raster được xây dựng trên cơ sở hình học phẳng ơ- cơ -lit Mỗi một cell sẽ tương ứng với một diện tích vuông trên thực tế Độ lớn của cạnh ô vuông này còn được gọi là độ phân giải của dữ liệu Kích thước các cell càng nhỏ thì việc biểu diễn các đối tượng càng chi tiết và chính xác Tuy nhiên, điều này có nghĩa là kích thước của dữ liệu rất lớn và tốn bộ nhớ.

Như vậy có thể nói cell (pixel) là phần tử cơ bản của dữ liệu dạng raster, mỗi một pixell được gán một giá trị số, các pixell có cùng giá trị như nhau biểu diễn cùng một đối tượng

Các nguồn dữ liệu có thể xây dựng nên dữ liệu Raster: Quét ảnh.

 Ảnh máy bay, ảnh vệ tinh. Chuyển từ dữ liệu vector sang.

Mô hình dữ liệu Raster có những sai số nhất định như: Sai số do tuổi của dữ liệu.

Mô hình dữ liệu vector:

Biểu diễn vector một số đối tượng là một cố gắng để biểu diễn đối tượng càng chính xác càng tốt Giả sử có một không gian tọa độ liên tục ( không lượng tử hóa như không gian raster) cho phép xác định chính xác tất cả các vị trí, độ dài, và kích thước của các đối tượng

Ngoài ra, khi lưu trữ dữ liệu bằng phương pháp vector ta phải sử dụng mối quan hệ ẩn để lưu trữ mối quan hệ phức tạp trong một khoảng chứa bé nhất Dưới đây sẽ trình bày cấu trúc vector sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý để biểu thị và lưu giữ điểm, đường và vùng

+ Thực thể điểm: Điểm có thể được xem là đại diện chung nhất cho tất cả các thực thể địa lý và đồ họa được xác định bằng một cặp tọa độ X, Y Nhờ cặp tọa độ X, Y này, những dữ liệu lưu trữ loại khác được chiếu lên điểm và những thông tin bổ trợ khác Ví dụ, “ một điểm” có thể là một ký hiệu không liên hệ đến một thông tin nào khác Bản ghi dữ liệu bao gồm thông tin về ký hiệu, kích thước của ký hiệu Nếu “ điểm” là văn bản thì bản ghi dữ liệu bao gồm thông tin về các ký tự được biểu diễn, kiểu chữ, kiểu căn lề ( trái, phải, giữa), tỷ lệ chia hướng

+ Thực thể đường: Đường là đặc trưng tuyến tính xây dựng từ những đoạn thẳng nối hai hay nhiều cặp tọa độ Đường thẳng đơn giản nhất đòi hỏi phải lưu trữ tọa độ điểm đầu và điểm cuối ( hai cặp tọa độ X, Y) và một bản ghi về ký tự được biểu diễn Ví dụ ký hiệu tham số có thể được dùng để biểu thị những đường nét

liền hay đường đứt quãng trên thiết bị hiển thị mặc dù tất cả các đoạn của đường đứt quãng hiển thị ấy không được lưu giữ trong cơ sở dữ liệu

Một cung, một chuỗi hoặc một xâu là tập hợp của n cặp tọa độ mô tả một đường liên tục Không gian lưu trữ dữ liệu được tiết kiệm nhưng tốn thời gian xử lý Việc lưu trữ các cặp số ( cặp tọa độ) thích hợp cho việc sử dụng các hàm nội suy toán học và dùng để đưa dữ liệu ra các thiết bị hiển thị Với các điểm và các đường đơn giản, các chuỗi có thể được lưu trữ thành các bản ghi cùng với ký hiệu đường dùng để hiển thị

+ Thực thể vùng : Vùng là đa giác được biểu diễn bằng nhiều cách khác nhau trong một cơ sở dữ liệu vector Hầu hết bản đồ chuyên đề sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý đều phải làm việc với các đa giác (các miền)

- Mục đích của cấu trúc dữ liệu vùng là khả năng mô tả đặc trưng Topo của vùng ( đó là hình dáng, mối quan hệ, sự phân cấp) của các thực thể sao cho các tính chất liên kết của khối không gian được biểu diễn, quản lý và hiển thị trong bản đồ chuyên đề

- Trước tiên, mỗi vùng thành phần trên bản đồ có một hình dạng, chu vi và diện tích duy nhất, không có một chuẩn đơn nào trong tập hợp raster Đối với khu đo và bản đồ địa lý tính đồng dạng về không gian và kích thước rõ ràng là không có

- Thứ hai, các phân tích địa lý yêu cầu cấu trúc dữ liệu phải có khả năng ghi nhận những vùng biên của mỗi vùng theo cách đường liên kết trong mạng

- Thứ ba, các vùng trên bản đồ chuyên đề không phải ở trên cùng một mức (chẳng hạn như đảo ở trong hồ này lại nằm trên hòn đảo lớn hơn )

+ Các nét khác của các cấu trúc vector : Khi bàn về cấu trúc cơ sở dữ liệu raster, có lưu ý là làm thế nào mỗi thuộc tính có thể vẽ trên một lớp riêng biệt để tiến tới một ma trận dữ liệu ba chiều Về nguyên tắc không giới hạn số lớp, nhưng sự hạn chế ở đây là dung tích bộ nhớ Khái niệm chồng lớp rất quen thuộc với những người làm công tác bản đồ và những người quy hoạch thiết kế, ở chỗ nó thường được tạo nên trong hệ vector, đặc biệt là nó sử dụng cho thiết kế nhờ trợ giúp của máy tính Không giống như các hệ raster ở chỗ mỗi thuộc tính mới trong cơ sở dữ liệu là một lớp mới, hệ thống lớp được sử dụng trong hệ thống vector kép được dùng để phân biệt các lớp chính của thực thể không gian, chủ yếu cho mục đích đồ họa và hiển thị

Thông tin các lớp thường được cộng vào dữ liệu đồ họa bằng cách mã hóa chuỗi các bit có một “ đầu” gắn vào bản ghi dữ liệu của một thực thể đồ họa Phụ thuộc vào hệ thống đó, các chuỗi cho phép có 64 hay 256 lớp để biểu diễn Nói một cách khác, các “ đầu” thậm chí có thể được biễu diễn một cách trơn tru trong những yếu tố của các thuộc tính phi đồ họa mà chúng được người sử dụng định nghĩa, ví dụ như đường tàu hỏa, đường ô tô chính, sông suối Hệ thống lớp chồng cho phép dễ dàng đếm, đánh dấu và biểu diễn một cách có chọn lọc những thực thể đồ họa

5 THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ5.1 Thu thập dữ liệu địa lý

Để các thao tác phân tích trên dữ liệu địa lý cho kết quả có chất lượng cao, dữ liệu phải được thu thập, nhận diện và đo đạc vào cùng thời điểm, cùng độ phân giải không gian, sử dụng cùng một công cụ nhân diện và thu thập vào hệ thống GIS theo cùng một phương pháp.

Dữ liệu được thu thập trong hệ thống GIS thường là: Dưới dạng số như bản đồ số hóa, CSDL, ảnh vệ tinh… Bản đồ giấy, ảnh chụp, các bản vẽ khác trên giấy… Các báo cáo khoa học.

 Dữ liệu trắc địa.

Có hai nhóm phương pháp thu thập dữ liệu Nhóm thứ nhất là thu thập dữ liệu từ chính các đối tượng, phương pháp này cho kết quả chính xác nhưng chi phí cao Đó là:

 Trắc địa mặt đất.

 Phương pháp định vị bằng vệ tinh (GPS). Chụp ảnh bằng máy bay hay vệ tinh.

Nhóm thứ hai là thu thập dữ liệu từ các nguồn số hóa hay tương tự có sẵn, dữ liệu thu thập được từ nhóm phương pháp này ít chính xác, chi phí thấp Đó là:

 Số hóa bằng tay các bản đồ giấy.

 Số hóa tự động bản đồ giấy bằng máy quét. Sử dụng các CSDL bản đồ số hóa có sẵn.

 Chọn lưới bản đồ

 Lưới chiếu bản đồ là một phép toán học để chuyển đổi bề mặt cong của trái đất thành mặt phẳng bản đồ Không có một mặt phẳng nào biểu diễn trái đất được thiết kế hoàn toàn chính xác, do đó có nhiều loại lưới chiếu khác nhau ra đời phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau.

 Mỗi lưới chiếu có thể xác định cho một loại thuộc tính của bề mặt lưới như lưới chiếu đồng góc, lưới chiếu đồng diện tích, v.v…

 Những vấn đề cần xem xét khi chọn lưới chiếu:

• Những thuộc tính không gian nào cần được bảo tồn.

• Dữ liệu không gian nằm ở khu vực nào: vùng cực hay vùng xích đạo.

• Hình dáng của dữ liệu: hình vuông hay trải rộng theo hướng đông – tây.

• Diện tích bao phủ của bản đồ lớn bao nhiêu?

 Nhập dữ liệu bản đồ

 Ta có thể số hóa bản đồ giấy bằng bàn số hóa hoặc nhập bản đồ bằng máy quét Số hóa bằng bàn số hóa là tiến trình ghi lại vị trí của các điểm đặc trưng dọc theo đường trên bản đồ Phương pháp này cho kết quả dưới dạng bản đồ vector 2D Còn kết quả của việc nhập dữ liệu từ máy quét là số liệu raster Nếu sử dụng công cụ phần mềm chuyển đổi raster sang vector thì ta cũng có số liệu bản đồ vector 2D Một trong các đặc trưng quan trọng của dữ liệu bản đồ là độ chính xác Độ chính xác này phụ thuộc vào độ chính xác của bản đồ giấy và quá trình số hóa hay quét bản đồ.

 Số hóa là tiến trình chuyển đổi các đối tượng trên bản đồ giấy sang dạng số Khi số hóa một bản đồ, ta sử dụng một bàn số hóa đã được kết nối với một máy tính để đồ lại các đối tượng muốn số hóa Các tọa độ x, y của đối tượng đó được ghi lai một cách tự động và được lưu trữ như dữ liệu không gian Như vây, ta có thể tạo một lớp dữ liệu hoàn toàn mới, hay có thể cập nhật dữ liệu cho một lớp dữ liệu đang tồn tại.

 Bản đồ dùng để số hóa phải rõ ràng, dữ liệu được cập nhật, phẳng và không nhày nát hoặc không bị co giãn do thời tiết thay đổi

5.3 Chuyển đổi cấu trúc dữ liệu

Ngày nay, nhiều hệ thống GIS cung cấp các phương tiện xử lý hai loại dữ liệu vector và raster.

Nguyên tắc chuyển đổi dữ liệu raster sang vector dựa vào sự khác biệt màu sắc từ 0 đến 256 byte của mầu Đối với đường và điểm việc chuyển đổi từ raster sang vector khá đơn giản Các vecter đường sẽ gắn mã theo mức độ xám hay theo giá trị số màu của đường trong raster Đối với điểm cấu trúc vector được tạo nên bằng hệ tọa độ(x,y) của pixel và có giá trị thuộc tính hình học bằng giá trị bảng màu từ ảnh raster Để chuyển một vùng từ raster sang vector trước hết nhận dạng đường biên của vùng bằng sự khác biệt các mã màu hoặc mức xám của các pixel trong vùng, sau đó chuyển đường biên đó sang dạng vector như là một đường.

Khi chuyển đổi từ vector sang raster không tránh khỏi giảm độ chính xác Đây là một yếu tố làm tăng độ ngoằn ngèo và kích thước của ô ảnh raster Khi chuyển từ raster sang vector phần mềm GIS thực hiện một quá trình làm mảnh đường bằng thuật toán “làm gầy” Điều này cần thiết cho việc thiết lập các đặc tính và thông tin cho các đối tượng trong cấu trúc vector Tuy nhiên, khi chuyển đổi các thuật toán tự động này sẽ làm phát sinh nhiều lỗi do nhận dạng ảnh nhầm lẫn, do đó sau khi chuyển đổi từ raster sang vector cần phải thực hiện công tác hiểu chỉnh và biên tập bản đồ số, mà công biên tập này thường là rất lớn.

Để raster hóa đường thẳng, ta sử dụng các thuật toán DDA, Bresenham.Việc chọn của cấu trúc dử liệu dưới dạng vector hoặc raster tuỳ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng, đối với hệ thống vector, thì dữ liệu được lưu trữ sẽ chiếm diện tích nhỏ hơn rất nhiều so với hệ thống raster, đồng thời các đường contour sẽ chính xác hơn hệ thống raster Ngoài ra cũng tuỳ vào phần mềm máy tính đang sử dụng mà nó cho phép nên lưu trữ dữ liệu dưới dạng vector hay raster

Tuy nhiên đối với việc sử dụng ảnh vệ tinh trong GIS thì nhất thiết phải sử dụng dưới dạng raster.

Một số công cụ phân tích của GIS phụ thuộc chặt chẽ vào mô hình dữ liệu raster, do vậy nó đòi hỏi quá trình biến đổi mô hình dữ liệu vector sang dữ liệu raster, hay còn gọi là raster hoá Biến đổi từ raster sang mô hình vector, hay còn gọi là vector hoá, đặc biệt cần thiết khi tự động quét ảnh Raster hoá là tiến trình chia đường hay vùng thành các ô vuông (pixcel) Ngược lại, vector hoá là tập hợp các pixcel để tạo thành đường hay vùng Nét dữ liệu raster không có cấu trúc tốt, thí dụ ảnh vệ tinh thì việc nhận dạng đối tượng sẽ rất phức tạp.

Nhiệm vụ biến đổi vector sang raster là tìm tập hợp các pixel trong không gian raster trùng khớp với vị trí của điểm, đường, đường cong hay đa giác trong biểu diễn vector Tổng quát, tiến trình biến đổi là tiến trình xấp xỉ vì với vùng không gian cho trước thì mô hình raster sẽ chỉ có khả năng địa chỉ hoá các vị trí toạ độ nguyên Trong mô hình vector, độ chính xác của điểm cuối vector được giới hạn bởi mật độ hệ thống toạ độ bản đồ còn vị trí khác của đoạn thẳng được xác định bởi hàm toán học.

Hình 5.3: Chuyển đồi cấu trúc dữ liệu

5.4 Tiền xử lý dữ liệu bản đồ vector

 Các phép biến đổi hình học

 Hai cách nhìn biến đổi hệ tọa độ của các đối tượng là chuyển đổi đối tượng trên hệ trục cố định và cố định đối tượng, chuyển dịch hệ trục Có hai nhóm biến đổi chính là biến đổi affine và biến đổi đường cong

 Với bản đồ giấy, kỹ thuật viên nhập dữ liệu bằng cách dùng chuột hay bàn số hóa nhấn vào các điểm và bản đồ theo đường xác định trên bản đồ giấy Các dữ liệu được nhập có độ chính xác giảm nhiều

vi nhiều lý do khác nhau Do đó, để tránh sai sót người ta áp dụng phương pháp nắn chỉnh hình học

 Khái quát hóa bản đồ: Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, ta có thể làm

giảm mức độ chi tiết của bản đồ gọi là khái quát hóa bản đồ Kết quả khái quát hóa bản đồ thu được một bản đồ dễ hiểu hơn và được biểu diễn rõ hơn

Có ba loại khái quát hóa:

 Khái quát hóa đối tượng: được thực hiện vào thời điểm xác định, xác định CSDL gốc, gọi là mô hình chính Vì CSDL là biểu diễn một phần thế giới thực nên phải thực hiện khái quát hóa ở một mức độ nhất định các thông tin liên quan trong CSDL.

 Khái quát hóa mô hình: được thực hiện khi chuẩn bị dữ liệu để vẽ bản đồ Mục đích chính của loại khái quát này là giảm dữ liệu cho các mục đích khác nhau Nhu cầu giảm dữ liệu xuất phát từ những nhu cầu tính toán hoặc lưu trữ, truyền tải dữ liệu trên mạng Khái quát hóa mô hình còn được sử dụng như là bước tiền xử lý dữ liệu bản đồ.

 Khái quát hóa bản đồ: là khái niệm chung sử dụng để mô tả khái quát hóa dữ liệu không gian để hiển thị bản đồ Mục tiêu của khái quát hóa này là phát sinh quan sát, biểu tượng hóa các đối tượng dữ liệu.

CHƯƠNG 2 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH AVENUE1 GIỚI THIỆU VỀ NGÔN NGỮ AVENUE

1.1 Giới thiệu

Cùng với sự ra đời của phần mềm ArcView, các nhà phát triển phần mềm ArcView đã tích hợp trong nó một ngôn ngữ lập trình Avenue đi kèm Tuy nền tảng phát triển đều dựa trên các thành phần xây dựng sẵn bên trong ArcView, nhưng với sự hỗ trợ của ngôn ngữ lập trình Avenue, những người khai thác phần mềm ArcView không còn lệ thuộc hoàn toàn vào các công cụ có sẵn trong phần mềm ArcView nữa, Avenue cho phép đem các thành phần có sẵn này xây dựng nên các công cụ hỗ trợ khác nhau Những người khai thác phần mềm ArcView có thể áp dụng nó trong các lĩnh vực khác nhau, ở các quốc gia khác nhau Với các thành phần có sẵn, khi ta làm việc với ngôn ngữ lập trình Avenue trong ArcView ta không cần biết bằng cách nào người ta đã xây dựng và hiện thực nên các thành phần có sẵn trong ArcView, mà chỉ cần biết các thành phần này có những chức năng gì, hoạt động như thế nào là có thể đem các thành phần này lắp ráp lại với nhau tạo nên một ứng dụng theo ý muốn.Ngôn ngữ lập trình Avenue dễ học và dễ sử dụng, những người có kiến thức căn bản về tin học và biết sử dụng ArcView đều có thể tiếp cận được ngôn ngữ lập trình này

1.2 Đặc điểm của ngôn ngữ Avenue

Ngôn ngữ lập trình Avenue là ngôn ngữ kịch bản (script) hướng đối tượngNgôn ngữ lập trình Avenue không có tính nhạy cảm.

Ngôn ngữ lập trình Avenue là ngôn ngữ biên dịch.Ngôn ngữ lập trình Avenue không hỗ trợ đệ quy.

Ngôn ngữ lập trình Avenue không cho phép tạo mới hay sửa đổi các lớp có sẵn trong ArcView.

Các kịch bản Avenue không thể thực thi bên ngoài ArcView.

Các biểu thức trong Avenue thực thi theo chiều từ trái qua phải và không có độ ưu tiên toán tử.

2 CẤU TRÚC NGÔN NGỮ AVENUE2.1 Các kiểu đối tượng dữ liệu trong Avenue

 Kiểu đối tượng số

Avenue gồm chung số nguyên, thực vào một lớp chung để quản lý gọi là lớp số học Avenue hỗ trợ khái niệm số Null, Null là một đối tượng kiểu số và có giá trị là Null Giá trị Null sinh ra khi ta thực hiện một tác vụ số học không đúng.

Ví dụ: -4.sqrt ‘sẽ trả về một giá trị Null

Giá trị Null tham gia trong biểu thức thì biểu thức trả về kết quả là Null

Ví dụ: 2.5*3 + <Null Number>

 Định dạng số

Lớp số học, Script và đối tượng số trong Avenue cung cấp thuộc tính Format cho phép ta điều khiển đầu ra của chuỗi dạng số Avenue dùng chữ d để quy ước số lượng chữ số trong chuỗi ra.

Ví dụ:

aNumber.SetFormat(“d.dd” ): Định dạng chuỗi ra cho cho đối tượng số

aNumber ít nhất một chữ số bên trái và chỉ có đúng hai chữ số bên phải

Number.SetDefFormat(“d.dd”): Định dạng chuỗi số ra cho tất cả các đối tượng

số trong project có dạng “d.dd”

aScript.SetNumberFormat(“d.dd”): Định dạng chuỗi số ra cho tất cả các đối

tượng số trong script có dạng “d.dd”

Khi thực thi, đối tượng số kiểm tra định dạng của chính nó, sau đó tới script chứa nó, project chứa nó, cuối cùng là dạng của hệ thống.

Để bỏ định dạng số cho một đối tượng số ta truyền vào chuỗi format là rỗng

Ví dụ:

Một số yêu cầu trên lớp số học được tóm tắt trong bảng sau.

trong khoảng từ min tới max

Sqrt(9) ‘ Kết quả trả về là 3

 Kiểu đối tượng String

Avenue quản lý các chuỗi thông qua lớp String Một chuỗi được đặt trong dấu “”

Ví dụ: “abc”

“ mua xuan lai den”

Một chuỗi cũng có thể có ký tự đặc biệt như ký tự xuống hàng ‘nl’, dấu tab ‘tab’, ‘cr’.

Ví dụ: “ Hello world “ + nl + “ have a nice day”

Để nối hai chuỗi ta dùng tác vụ + hay ++

Ví dụ: st = “mua xuan” + “ lai den” ‘ kết quả cho ta chuỗi st là “mua xuan lai

 Phép so sánh chuỗi

Ta có thể dùng các toán tử =, <, >, <=, >= để so sánh hai chuỗi Trong Avenue không phân biệt chữ hoa và chữ thường.

Ví dụ: if (“no” = “NO”) then

‘ sẽ thực hiện đoạn lệnh này end

Phát biểu if ( điều kiện) then

Yêu cầu AsNumber cho phép ta chuyển một chuỗi sang số, để thực hiện được yêu cầu này ta phải thực hiện yêu cầu IsNumber trước nó, chỉ khi yêu cầu IsNumber trả về true thì yêu cầu AsNumber mới được thực hiện.

Ví dụ:

If (S.IsNumber) then

T=S.AsNumber ‘ kết quả T=123.34End

 Các phép thực thi trên chuỗi

Yêu cầu st.Left(n) trả về một chuỗi có số lượng ký tự là n ký tự bên trái chuỗi

T=”hello world”.Left(5) ‘ T là “hello”

T=”hello world”.UCase ‘ T là “HELLO WORLD”

 Kiểu đối tượng Pattern

Patten là một String có dùng thêm các ký tự rút ngắn để biễu diễn, ký tự * và ký tự ? ký tự * biểu diễn cho không hay nhiều ký tự, ký tự ? biểu diễn cho một ký tự.

Ví dụ:

P=”Yes*”.AsPatternS=”Yes, I say”

Phép so sánh P=S sẽ cho kết quả là true

Dùng dấu ‘\’ nếu ta chỉ biểu diễn cho một ký tự ‘*’

Ví dụ:

“\*” ‘chuỗi này có một dấu “*”

Phép so sánh P=S1 có giá trị là truePhép so sánh P=S2 có giá trị là false

Lớp luận lý Boolean chỉ có hai thực thể thuộc về nó: true và falseMột số yêu cầu trên lớp Boolean được tóm tắt trong bảng sau.

T=P And S ‘ T=falseT=P Or S ‘ T=true

 Kiểu đối tượng Nil

Lớp Nil chỉ có một thực thể duy nhất thuộc về nó đó là đối tượng nil.

Trong Avenue ta hay dùng giá trị nil để chỉ một số yêu cầu không trả về giá trị nào cả.

Ví dụ:

t=av.FindDoc(“View1”)if (t=nil) then

msgbox.info(“khong tim thay doi tuong khung nhin View1”,”Thong bao”) end

Đoạn chương trình trên sẽ in ra thông điệp “khong tim thay doi tuong khung nhin View1” nếu trong project hiện thời của ta không có khung nhìn có tên là View1.

av là đối tượng của ứng dụng ArcView, đối tượng này ta sẽ tìm hiểu trong phần một số lớp và đối tượng của Avenue.

Msgbox là lớp cho phép ta thực hiện hiển thị các thông điệp lên màn hình, lớp này ta sẽ tìm hiểu trong phần một số lớp và đối tượng của Avenue

 Danh sách

Danh sách là tập hợp có thứ tự của các đối tượng chứa trong nó Các đối tượng chứa trong sách có thể ở bất kỳ dạng nào Mỗi đối tượng trong danh sách được gọi là một phần tử, vị trí của phần tử được xác định thông qua chỉ số.

Chỉ số đầu tiên của danh sách luôn luôn là 0 Chỉ số cuối cùng của danh sách là List.Count -1.

Ví dụ:

alist={1, 5, ”a”, ”hello world”} ‘ danh sách alist có 4 phần tử

blist={6 , alist, “nice” } ‘ danh sách blist có 3 phần tử mà phần tử thứ hai là

một danh sách.

f = alist.Get(0) ‘ lấy phần tử đầu tiên của danh sách alist, f có giá trị là 1

l = alist.Get(alist.Count-1) ‘ lấy phần tử cuối cùng của danh sách alist, l có giá

trị là “hello world”

Để duyệt từng phần tử trong danh sách ta hay dùng vòng lặp for

Ví dụ:

For each i in alist

Msgbox.info(i.AsString, “Phan tu”) End

For i=0 to alist.Count-1

Msgbox.info(alist.Get(i).AsString,”Phan tu”)End

Phát biểu for là một dạng phát biểu lặp trong Avenue, ta sẽ tìm hiểu phát biểu này trong phần các phát biểu của Avenue.

Ta cũng có thể thực hiện các phép +, - trên danh sách

Ví dụ:

alist={1 ,2 , 4, 5}blist={3, 4, 6, 7}

clist=alist + blist ‘clist={1,2,4,5,3,4,6,7} dlist=alist- blist ‘dlist={1 ,2 ,5}

Ví dụ: Sau thực hiện việc in ra các phần tử trong một danh sách

alist={“pen”, “ruler”, “ink”, “table”, “chair”}for each i in alist

msgbox.info(i,”Phan tu”)end

Một số yêu cầu trên danh sách được tóm tắt trong bảng sau

danh sách

danh sách

danh sách

 Stack

Giống như danh sách, Stack cũng là tập hợp các đối tượng có thứ tự nhưng Stack có điểm khác biệt là cách thức truy xuất các phần tử Với Stack ta truy xuất các phần tử theo thứ tự Last in, First out (LILO), tức là phần tử vào sau cùng được lấy ra đầu tiên

Lớp Stack hỗ trợ hai yêu cầu chính đó là push và pop, push dùng để cho một phần tử vào Stack, pop dùng để lấy một phần tử ra khỏi Stack.

 Dictionary

Dictionary là một loại tập hợp mà ta truy xuất vào các phần tử của nó không theo thứ tự, khác với danh sách dùng chỉ số là kiểu số để truy xuất vào một phần tử, Dictionary dùng khoá (key) có kiểu bất kỳ để xác định một phần tử trong nó

Khi khởi tạo một Dictionary, ta cần xác định kích thước ban đầu cho nó, trong lúc chạy ta có thể thêm vào Dictionary số lượng phần tử lớn hơn kích thước của nó, tuy nhiên điều này sẽ làm tốn thời gian để truy xuất một phần tử.

Các yêu cầu của lớp Dictionary

kích thước là size.

tử có giá trị là Value, khoá là key Nếu khoá này đã tồn tại thì trả về false và phần tử không thêm được vào Dictionary

d = Dictionary.Make(11) ‘ tạo Dictionary có kích thước là 11

d.Add("List 1", {"a", "b", "d"}) ‘ Thêm vào d một danh sách có khoá là “List 1”

d.Add("List 2", {"What", "Is", "This?"}) ‘ Thêm vào d một danh sách có khoá là “List 2”

d.Add("List 3", {"Goodnight", "Night", "John", "Boy"}) ‘ Thêm vào d một danh sách có khoá là “List 3”

aList = d.Get("List 1") ‘ aList ={“a”,”b”,”d”}

 Bitmap

Một bitmap là một tập hợp có thứ tự và có kích thước cố định của các giá trị luận lý được gọi là các bit Giá trị mỗi bit cho ta biết bit đó được thiết lập hay không (nghĩa là true hay là false)

Bitmap thường được sử dụng để lựa chọn các record trong một bảng, với mỗi record được chọn bit tương ứng với record này được thiết lập ở giá trị true Bitmap còn được sử dụng để điều khiển cách hiển thị của theme, chẳng hạn trong lớp đường giao thông ta chỉ muốn hiển thị các con đường cao tốc, lúc đó ta thiết lập một bitmap để chỉ chọn các con đường cao tốc trong lớp đường giao thông.

Một số yêu cầu của lớp bitmap

trong một bitmap

thiết lập và ngược lại

Ví dụ:

abitmap=BitMap.make(5) ‘ tạo ra một bitmap có 5 bitabitmap.Set(3) ‘ thiết lập bit ở vị trí thứ 3 là true

t=abitmap.Get(3) ‘t có giá trị là true vì bit 3 được thiết lập

2.2 Các toán tử trong Avenue

 Toán tử số học

Trong Avenue các toán tử +, -, *, /, mod, div đều được xem là các yêu cầu.

Khi ta viết 3 + 4 có nghĩa là ta đã gửi một yêu cầu + tới đối tượng 3 yêu cầu đối tượng này thực hiện phép cộng với đối tượng 4.

Trong Avenue thứ tự ưu tiên của các toán tử là như nhau Trong một biểu thức trình tự thực hiện từ trái qua phải.

Ví dụ:

3 + 4* 2 kết quả sẽ cho ta là 14 thay vì 11 như các ngôn ngữ khác.3 + (4*2) cho ta kết quả là 11

 Toán tử logic (luận lý)

Các toán tử Logic bao gồm các toán tử Not, And, Or, Xor giá trị trả về của các phép toán này chỉ là true hoặc false.

Bảng kết quả của các phép toán như sau: T: true

2.3 Biến và tầm vực của biến

Tên biến trong Avenue có thể cả ký tự chữ và ký tự số nhưng không được có các ký tự đặc biệt.

Ví dụ: a, b, myList, myView, _aDoc

Trong Avenue có 2 loại biến, biến cục bộ và biến toàn cục.Biến cục bộ là biến chỉ có tầm vực hoạt động trong một script.

Biến toàn cục là biến có tầm vực hoạt động trong tất cả các script, tên biến này được viết bắt đầu bằng đấu _, ví dụ: _alist, _aname.

Khi ta không muốn lưu lại giá trị của các biến toàn cục nữa ta gọi yêu cầu ClearGlobals để xoá đi giá trị của các biến toàn cục.

Ví dụ:

av.ClearGlobals

Trong Avenue ta không cần phải khai báo biến, một biến khi được gán cho một đối tượng nào thì Avenue tự động hiểu biến đó có kiểu là kiểu của đối tượng được gán

Ví dụ:

a=nil ‘ biến a có kiểu là nil

a=List.make ‘ biến a bây giờ có kiểu là List vì a được gán cho một đối tượng danh sách mới tạo.

2.4 Các phát biểu

 Phát biểu gán

Phát biểu gán có dạng: biến = đối tượng

Một biến được gán cho một đối tượng nào đó.

Ví dụ:

a=5 ‘ gán cho biến a giá trị 5

myView=av.FindDoc(“View1”) ‘ gán đối tượng khung nhìn View1 cho biến myView.

 Phát biểu điều kiện

Phát biểu điều kiện có ba dạng

Dạng 2

if (biểu thức luận lý 1) then khối phát biểu 1else

khối phát biểu 2end

Ví dụ:

if (i<5) then i=i+1else i=i+2end

khối phát biểu 3end

Ví dụ:

if (i<5) then i=i+1

elseif(i<10) then i=i+2

else i=i +3end

 Phát biểu lặp

Phát biểu lặp có 2 dạngLặp có điều kiện

while (Biểu thức luận lý) khối phát biểuend

Pháp biểu while thực thi khối phát biểu lặp đi lặp lại nếu biểu thức luận lý là true, khối phát biểu có thể được thực thi 0 lần, 1 lần hay nhiều lần.

Với phát biểu while ta phải xác định điều kiện dừng, phát biểu while dừng khi giá trị của biểu thức luận lý là false, nếu không có điều kiện dừng vòng lặp sẽ bị lặp vô tận, lúc đó để thoát khỏi vòng lặp chỉ bằng cách là thoát khỏi ArcView.

Ví dụ:

while (i<100) i = i+1end

Trường hợp này vòng lặp while sẽ thực thi 99 lần.

while (i >0) i=i+1end

Trường hợp này vòng lặp while sẽ lặp vô tận do biểu thức luận lý (i>0) luôn trả về giá trị true, để thoát khỏi vòng lặp ta phải đóng ArcView.

Lặp không có điều kiện

for each ele in Col khối phát biểuend

Vòng lặp for duyệt qua các phần tử trong tập hợp Col, tập hợp Col có thể là một khoảng nhảy, một danh sách, một bitmap, một dictionary hay một tập lớp bất kỳ Nếu các phần tử có thứ tự, thì vòng for duyệt theo thứ tự đó, ngược lại for duyệt theo một thứ tự bất kỳ.

Ví dụ:

for each i in 0 10 by 2

msgbox.info(i.AsString,””)end

for each i in alist

msgbox.info(i.AsString,””)end

Điều khiển bên trong vòng lặp

Avenue cung cấp hai phát biểu Break và Continue cho phép ta điều khiển bên trong vòng lặp.

Phát biểu Break cho phép thoát ra khỏi vòng lặp for hay vòng lặp while.

Ví dụ:

while (true) if (i>5) then Break end i=i+1end

Vòng lặp while sẽ kết thúc ngay khi i có giá trị là 5.

Phát biểu Continue bỏ qua vòng lặp hiện thời và chuyển sang vòng lặp kế tiếp.

Ví dụ:

for each i in 1 100 if ((i mod 5)=0) then continue

end

msgbox.info(“i khong chia het cho 5”, “thong bao”)end

2.5 Điều khiển giữa các Script

Avenue cung cấp hai phát biểu cho ta điều khiển giữa các script: Phát biểu Return và phát biểu Exit

if (self=”do”) then return “dung”

elseif (self=”xanh”) then return “di”

exit endend

2.6 Đối tượng AV và từ khóa SELF

 Đối tượng av

Khi ta mở ArcView, ta đã tạo một đối tượng ứng dụng ArcView, đối tượng này chứa một project, trong project này chứa tất cả các đối tượng mà ta có thể làm việc với chúng

Trong phân cấp lớp của ArcView, đối tượng ứng dụng là đối tượng ở phân lớp cao nhất, đối tượng này gọi là av

Để gọi một Script sau một khoảng thời gian nào đó ta dùng av.delayedRun

Ví dụ: script có tên là Annoy

status = MsgBox.YesNo( "Is this annoying?", "ANNOY", FALSE ) if (NOT status) then

av.DelayedRun( "annoy", "", 10 ) ‘ cứ 10 giây lại gọi chính nó end

Với script này cứ 10 giây lại hiển thị thông điệp như sau

Nếu ta kích vào nút “No” thì 10 giây tiếp theo ta lại thấy thông điệp này hiển thị lên, nếu ta kích vào nút “Yes” thì đoạn script annoy kết thúc thực thi.

 Từ khoá self

Self thường dùng để tham khảo tới đối tượng gây ra sự kiện chạy script, khi nhấn chuột vào một button thì ta có thể dùng self để tham khảo đến button này Self còn dùng để lấy về tham số truyền từ script khác gọi nó.

Ví dụ:

‘ script1 có nội dung như sau‘ tinh tong cua 2 so a, ba=10

tong=av.run(“script2”,{a,b})‘ script2 có nội dung như saua=self.get(0)

b=self.get(1)c=a+breturn c

Khi chạy script1, giá trị của tổng trả về là 30

2.7 Lớp MsgBox và Dialog

 Lớp MsgBox

Lớp Msgbox cung cấp các yêu cầu cho phép hiển thị các hộp thoại lên màn hình, hộp thoại có thể là một thông điệp, một câu cảnh báo, một hộp thoại nhập chuỗi, hộp thoại chọn các phần tử

Để hiển thị một thông điệp lên màn hình Ta dùng Msgbox.info(msg,title), trong đó msg là thông điệp ta cần hiển thị, title là tiêu đề của hộp thoại

Ví dụ:

Msgbox.info(“Hello world”, “Thong bao”)

Hộp thoại sẽ xuất hiện như sau