Các cấu trúc dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý

i LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đặng Văn Đức, Viện Công nghệ thông tin, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, người định hướng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông - Đại học Thái Nguyên tận tình truyền đạt kiến thức, quan tâm, động viên thời gian học tập nghiên cứu Trường Tôi xin chân thành cảm ơn Trường THPT Chuyên Bắc Kạn đơn vị công tác tạo điều kiện để tơi hồn thành nhiệm vụ học tập Cho phép tơi gửi lời cảm ơn tới bạn học CK12I - lớp chuyên ngành Khoa học máy tính, giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm, cung cấp tài liệu hữu ích thời gian học tập, nghiên cứu Trường trong trình thực luận văn tốt nghiệp vừa qua Vì lượng kiến thức thực tế cịn nên luận văn em khó tránh khỏi hạn chế khiếm khuyết, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo, cô giáo bạn để thân em hồn thành tốt kiến thức Em xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2015 Hạ Thị Thảo ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Các cấu trúc liệu hệ thống thông tin địa lý.” cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn khoa học PGS.TS Đặng Văn Đức, tham khảo nguồn tài liệu rõ trích dẫn danh mục tài liệu tham khảo Các nội dung cơng bố kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Thái Ngun, tháng 09 năm 2015 Hạ Thị Thảo iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ Ký hiệu/từ viết tắt CSDL ESRI GIS I/O XUB YUB XLB YLB iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Các trường hợp phép chèn vào tứ phân điểm 33 Bảng 2.2: Mô tả bốn cành nút N tứ phân MX 35 Bảng 3.1 Các nút lệnh công cụ 56 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Hệ thơng tin địa lý (ESRI) Hình 1.2: Sự ảnh hưởng lựa chọn kích thước tế bào Hình 1.3: Trật tự không gian Hình 1.4: Số liệu vectơ biểu thị dạng điểm (Point) Hình 1.5: Số liệu vectơ biểu thị dạng Arc Hình 1.6: Số liệu vectơ biểu thị dạng vùng (Polygon) Hình 1.7: Các nhóm chức GIS 12 Hình 2.1: Cây k-d tương ứng cho điểm có sẵn 20 Hình 2.2: Lưới đồ dựng 21 Hình 2.3: Trình tự chèn vào 2-d 22 Hình 2.4: Phép chèn k-d đồ 23 Hình 2.5: Cách phân hoạch mặt phẳng điểm xã tứ phân điểm .30 Hình 2.6: Tiến trình chèn vào tứ phân điểm 31 Hình 2.7: Mơ hình tứ phân điểm 32 Hình 2.8: Trình tự chèn vào tứ phân MX 36 Hình 2.9: Phép chèn điểm vào tứ phân MX 37 Hình 2.10: Sơ đồ R - Tree 39 Hình 11: Bản đồ mẫu mơ tả cách nhóm hình chữ nhật minh họa R 40 Hình 2.12: Ví dụ tập hợp đoạn thẳng nhúng với lưới x 41 Hình 2.13: Tập hợp đoạn thẳng không gian bao hình chữ nhật42 Hình 2.14: Trình tự chèn vào R 44 Hình 2.15: Bản đồ mơ tả phép chèn R 45 Hình 2.16: Mơ tả phép tách 47 Hình 3.1: Mơ hình Use Case hệ thống 51 Hinh 3.2: Giao diện chương trình 55 Hình 3.3: Bản đồ sau hiển thị lớp đường lớp điểm 56 Hình 3.4 Bản đồ hiển thị lớp điểm 57 Hình 3.5 Truy vấn vùng đồ lớp điểm 57 Hình 3.6: Kết truy vấn hình 3.5 58 Hình 3.7: Truy vấn vùng đồ tổng thể 58 Hình 3.8: Kết truy vấn vùng đồ tổng thể 59 v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 1.1 Một số khái niệm GIS 1.2 Cấu trúc liệu địa lý 1.2.1Dữ liệu không gian 1.2.2Dữ liệu phi không gian 1.3 Các chức GIS 1.4 Tìm kiếm phân tích liệu khơng gian 1.4.1Tìm kiếm nội dung vùng khơng gian 1.4.2Tìm kiếm khoảng cận kề 1.4.3Tìm kiếm tượng thao tác bao phủ (ove 1.4.4Nội suy mơ hình hóa bề mặt 1.4.5Phân tích đường đường dẫn 1.4.6Mơ hình hóa tương tác không gian 1.4.7Đồ họa tương tác CHƯƠNG 2: MỘT SỐ CẤU TRÚC DỮ LIỆU SỬ DỤNG TRONG GIS 2.1 Vấn đề lưu trữ mục liệu địa lý 2.2 Cây k-d (k-d tree) 2.2.1Cấu trúc nút 2.2.2Chèn tìm kiếm 2-d 2.2.3Xóa 2-d 2.2.4Truy vấn khoảng 2-d 2.2.5Cây k-d với k≥2 2.3 Cây tứ phân điểm (Point quadtree) 2.3.1Chèn tìm kiếm tứ phân điểm 2.3.2Thao tác xoá tứ phân điểm 2.3.3Truy vấn khoảng tứ phân điểm vi 2.4 Cây tứ phân Matrix MX (MX-Quadtree) 34 2.4.1 Chèn tìm kiếm MX-Quadtree 35 2.4.2 Thao tác xoá MX-Quadtree 37 2.4.3 Truy vấn khoảng MX-Quadtree 38 2.5 Cây R (R - Tree) 39 2.5.1 Chèn tìm kiếm R-Tree 42 2.5.2 Xoá R-Tree 45 2.5.3 Thuật toán tách nút (Node Splitting ) 46 2.5.4 Cây R* (R*- Tree) 47 2.6 So sánh liệu 48 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 50 3.1 Lựa chọn toán thử nghiệm công nghệ sử dụng 50 3.1.1 Phát biểu toán 50 3.1.2 Cách giải 50 3.2 Mô tả liệu thử nghiệm 52 3.3 Phân tích thiết kế chương trình thử nghiệm 53 3.3.1 Cơng cụ xây dựng chương trình 53 3.3.2 Đặc tả chức chương trình 53 3.4 Đánh giá kết thu 54 3.4.1 Cài đặt thử nghiệm 54 3.4.2 Kết thử nghiệm 54 3.4.3 Nhận xét kết thu 59 3.4.4 Hiệu truy vấn sử dụng cấu trúc liệu 59 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 63 MỞ ĐẦU Ngày nay, hệ thống thông tin địa lý – Geographic Information System(GIS) trở nên phổ biến yếu tố thiếu hầu hết chuyên ngành GIS 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 thơng tin Nó gắn với đồ số quán sở toạ độ liệu đầu vào Về chất GIS hệ thống Các yếu tố cấu thành GIS phần cứng, phần mềm, sở liệu, phương pháp người Trong yếu tố này, sở liệu có vai trị quan trọng hệ thống góp phần làm nên sức mạnh hệ thống Tình hình nghiên cứu, kết nghiên cứu có: Cấu trúc liệu thành phần quan trọng coi lõi hệ thống thơng tin địa lý GIS Do vấn đề đề cập đến nhiều giới, nhiên cách tiếp xúc tiếp xúc vấn đề có nhiều khía cạnh khác đặc biệt Việt Nam Để hình thức hố, trừu Tượng hố liệu GIS người ta cần đến kỹ thuật k-chiều, tứ phân, R Đồng thời phải quan tâm đến phương pháp cài đặt kĩ thuật Các đề tài nghiên cứu có ứng dụng CSDL GIS để xây dựng ứng dụng chưa có đề tài nghiên cứu thể cấu trúc liệu GIS cụ thể Do tác giả tập trung nghiên cứu kỹ thuật liệu GIS Có thể nói cấu trúc liệu phần khung chất hệ thống GIS, sở giải thuật GIS nói đến khả lưu trữ khai thác, phát triển hệ thống liệu Những nghiên cứu luận văn khơng có so với giới, nước ta Xuất phát từ thực tế tơi chọn đề tài “Các cấu trúc liệu hệ thống thông tin địa lý.” Trong khn khổ luận văn, tơi trình bày số vấn đề hệ thống thông tin địa lý (GIS), kỹ thuật truy vấn không gian GIS Mơ tả cấu trúc, phép tốn xây dựng, chèn, xóa, duyệt, truy vấn cấu trúc liệu sử dụng GIS Trong đó, tập trung nghiên cứu cài đặt thử nghiệm số cấu trúc liệu không gian Bố cục luận văn bao gồm phần mở đầu, phần kết luận ba chương nội dung tổ chức sau: Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin địa lý Chương trình bày tổng quan hệ thống thơng tin địa lý, kỹ thuật truy vấn không gian GIS, khả GIS Chương 2: Một số cấu trúc liệu sử dụng GIS Chương mô tả cấu trúc, phép toán chèn, xoá, duyệt, truy vấn kỹ thuật mục tìm kiếm không gian như: k-d (k-d Tree), tứ phân(Quadtree), R (R Tree), R* Tree so sánh chúng Chương 3: Xây dựng chương trình thử nghiệm Cài đặt thử nghiệm tứ phân điểm Chương trình cài đặt từ sở liệu có định dạng Shapefile, với ngơn ngữ lập trình C#.NET với thư viện hỗ trợ SharpMap CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 1.1 Một số khái niệm GIS GIS - Geographic Information System hay hệ thống thông tin địa lý hình thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin hệ thống Khái niệm “địa lý” liên quan đến đặc trưng khơng gian, vị trí Các đặc trưng liên kết trực tiếp đến đối tượng khơng gian Chúng vật lý, văn hoá, kinh tế, tự nhiên Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần liệu quản lý GIS Đó liệu thuộc tính khơng gian đối tượng GIS có tính “hệ thống” tức hệ thống GIS xây dựng từ module Việc tạo module giúp thuận lợi việc quản lý hợp Hình 1.1 Hệ thơng tin địa lý (ESRI) [1] GIS hệ thống có ứng dụng lớn Từ năm 1980 đến có nhiều định nghĩa đưa ra, nhiên khơng có định nghĩa khái qt đầy đủ GIS phần lớn chúng xây dựng khía cạnh ứng dụng cụ thể lĩnh vực Có ba định nghĩa dùng nhiều nhất: GIS hệ thống thông tin thiết kế để làm việc với liệu hệ toạ độ quy chiếu GIS bao gồm hệ sở liệu phương thức để thao tác với liệu đó.GIS hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phân tích hiển thị liệu quy chiếu cụ thể vào trái đất GIS chương trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, phân tích hiển thị liệu đồ 1.2 Cấu trúc liệu địa lý Một sở liệu hệ thống thơng tin địa lý chia làm loại liệu bản: liệu khơng gian phi khơng gian Mỗi loại có đặc điểm riêng chúng khác yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý hiển thị 1.2.1 Dữ liệu không gian Dữ liệu không gian mơ tả số hình ảnh đồ, chúng bao gồm toạ độ, quy luật ký hiệu dùng để xác định hình ảnh đồ cụ thể đồ Hệ thống thông tin địa lý dùng số liệu không gian để tạo đồ hay hình ảnh đồ hình giấy thơng qua thiết bị ngoại vi Hệ thông tin địa lý sử dụng hai mô hình liệu để biểu diễn đặc trưng khơng gian: mơ hình liệu raster mơ hình liệu vectơ Mơ hình khơng gian đặc biệt quan trọng cách thức biểu diễn thơng tin ảnh hưởng đến khả hiển thị đồ họa hệ thống 1.2.1.1 Mơ hình liệu raster Đây phương pháp biểu diễn đặc trưng địa lý điểm ảnh Được hình thành dựa sở quan sát giới thực Mơ hình liệu raster hay cịn gọi lưới tế bào hình thành cho số hệ thông tin địa lý Các hệ thống sở raster hiển thị, định vị lưu trữ liệu đồ họa nhờ sử dụng ma trận hay lưới tế bào Độ phân giải liệu raster phụ thuộc vào kích thước tế bào hay điểm ảnh, chúng khác từ vài đêximet đến vài kilômet Trong cấu trúc liệu raster, point biểu diễn cell Line biểu diễn tập cell có hướng xác định, độ rộng line chiểu rộng cell Polygon biểu diễn đãy cell nằm kề sát Tiến trình xây dựng lưới tế bào mô tả sau đây:[1] Giả sử phủ lưới lên đồ, liệu raster lập cách mã hóa tế bào giá trị dựa theo đặc trưng đồ, độ xác đối tượng phụ thuộc vào kích thước hay độ phân giải tế bào lưới 61 KẾT LUẬN Tại Việt Nam công nghệ GIS thí điểm sớm, theo thống kê có đến 80% hoạt động kinh tế - xã hội có liên quan đến GIS Muốn có GIS tốt, việc tìm hiểu giải pháp quản trị CSDL hệ GIS quan trọng chủ chốt, có giải pháp hợp lý chi phí, đáp ứng vừa đủ nhu cầu thuận tiện phát triển GIS cho công việc chuyên môn Xuất phát từ thực tế luận văn nhằm tìm hiểu tổng quan hệ thống thông tin địa lý sở liệu khơng gian, tìm hiểu sâu cấu trúc liệu GIS ứng dụng chúng Cụ thể luận văn đạt kết sau:  Trình bày tổng quan hệ thống thơng tin địa lý sở liệu không gian  Hệ thống hóa cấu trúc liệu CSDL khơng gian  Trình bày số ứng dụng cấu trúc liệu CSDL không gian cài đặt kỹ thuật tứ phân điểm (Point Quadtree) Trong khuôn khổ luận văn hướng đến việc cài đặt kỹ thuật tứ phân điểm để hiểu rõ hoạt động tìm hiểu tính hiệu liệu khía cạnh cho phép tìm kiếm liệu ngẫu nhiên khơng phải tìm tiếm tuyến tính Đây điểm khác với luận văn tìm hiểu hệ thơng tin địa lý có Một số vấn đề cịn tồn luận văn chưa đánh giá hiệu suất lưu trữ kỹ thuật nêu Hướng nghiên cứu cài đặt kỹ thuật lại xây dựng phương pháp phân cụm liệu sở liệu không gian Trong tương lai, em cố gắng để hoàn thiện hạn chế phát triển vấn đề nêu Em mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy bạn bè để luận văn ngày hồn thiện 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Đặng Văn Đức, Hệ thống thông tin địa lý (2001), NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh: [2] Jacqueline Stoilkovic, The Design and Analysis of Spatial Data Structures (2014), Addison-Wesley Publishing Company, Inc, USA [3] Paul A Longley, Michael F Goodchild, David J Maguire, David W Rhind, Geographic Information Systems and Science 2nd Edition (2005), John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester,West Sussex PO19 8SQ, England, pp.231-235 [4] Philippe Rigaux, Michel Scholl, Agnès Voisard, Spatial Databases With Application to GIS (2002), Elsevier Science, USA, pp 237-251 [5] Samet Hanan, Applications of Spatial Data Structures (1990), AddisonWesley Publishing Company, Inc, USA [6] Samet Hanan, The Design and Analysis of Spatial Data Structures (1990), Addison-Wesley Publishing Company, Inc, USA 63 PHỤ LỤC PL1 THUẬT TOÁN ĐIỀU CHỈNH ĐƯỜNG ĐI; CHIA, ĐIỀU CHỈNH NÚT TRONG R-TREE ADJUSTPATH (node: Node) begin if (node is the root) return else // Tìm cha nút parent =G ETPARENT (node) // Điều chỉnh mục nút cha if (ADJUSTENTRY (parent, [node.mbb, node.id])) then // Các mục sửa; điều chỉnh đường nút cha ADJUSTPATH (parent) end if end if end SPLITANDADJUST (node: Node) begin //Tạo nút phân phối mục new-node =S PLIT (node) if (node is the root) then CREATENEWROOT (node, new-node) else // Lấy cha nút parent =GETPARENT (node) // Điều chỉnh mục nút cha ADJUSTENTRY (parent, [node.id, node.mbb]) 64 // Chèn nút cha INSERTINNODE (parent, [new-node.mbb, new-node.id]) if (parent overflows) then SPLITANDADJUST(parent) else ADJUSTPATH (parent) end if end if end 65 PL2 GIỚI THIỆU SHARPMAP SharpMap thư viện mã nguồn mở hỗ trợ chức đồ dành cho ứng dụng desktop ứng dụng web SharpMap hỗ trợ hiển thị kiểu liệu Shapefile, PostGreSQL/PostGIS, OLEDB, SQLServer, Oracle, SpatiaLite kiểu liệu khác thông qua thư viện chuyển đổi GDAL/OGR Phiên ổn định SharpMap 1.1 Phiên phát triển SharpMap Mã nguồn SharpMap quản lý theo hệ thống Subversion (SVN), lưu trữ địa http://sharpmap.codeplex.com/SourceControl/latest Phiên thử nghiệm đặt tên SharpGIS (Hình PL2.1), cơng bố vào tháng năm 2005 Ở này, thư viện hiển thị nhiều kiểu liệu vector, liệu PostGIS Tuy nhiên chưa hiển thị liệu ảnh cơng cụ thao tác đồ cịn sơ sài Hình PL2.1 : Lược đồ phiên SharpMap Kiến trúc SharpMap phiên v2.0 Hình PL2.2 Đây kiến trúc thiết kế trước, phần mã nguồn thực thi phát triển để hoàn thiện thiết kế 66 Hình PL2.2 : Kiến trúc SharpMap Phần giao diện hiển thị bao gồm control có chức hiển thị đồ Có loại control dành cho ứng dụng sử dụng framework WPF Windows Form Có control dành cho ứng dụng web Phần giao diện hiển thị tách riêng kiến trúc thể linh động mã nguồn bên nhân SharpMap Phần trình diễn đóng vai trị người điều phối vùng liệu hiển thị lên control phần giao diện hiển thị Bên cạnh đó, đối tượng trình diễn cịn đảm nhận việc thể màu sắc, nhãn đối tượng thuộc tính đối tượng Phần đồ bao gồm đối tượng hiển thị đồ gọi lớp đồ công cụ thao tác đồ xây dựng sẵn Đối tượng liệu đối tượng lưu trữ thông tin liệu đọc vào từ nguồn Dữ liệu đọc vào thông qua “Provider” 67 Phiên ổn định tháng 12/2014 SharpMap v1.1 Kiến trúc phiên thiếu phần giao diện hiển thị so với phiên v2 Do đó, lập trình viên cần xây dựng riêng cho control đóng vai trị hiển thị đồ thông tin liên quan khác tọa độ, tỷ lệ, … Phần trình diễn tách riêng đối tượng đảm nhận việc hiển thị liệu vector, thành phần khác nhãn, màu sắc, liệu ảnh điều phối bên nhân SharpMap 68 PL3 CẤU TRÚC FILE SHAPEFILE PL3.1 Main file header Main file header có độ dài 100 bytes trường file header với vị trí byte, giá trị, kiểu thứ tự byte chúng Trong bảng này, vị trí tương đối tính từ vị trí bắt đầu file Bảng P-1 Mơ tả Main file header Position Byte Byte Byte Byte 12 Byte 16 Byte 20 Byte 24 Byte 28 Byte 32 Byte 36 Byte 44 Byte 52 Byte 60 Byte 68* Byte 76* Byte 84* Byte 92* * Khơng dùng có giá trị 0.0, khơng độ đo kiểu Z Giá trị độ dài file tổng độ dài file theo đơn vị từ 16-bit, bao gồm 50 từ (tức 100 byte) file header Tất hình dạng 69 khơng null shapefile phải có kiểu shape Các giá trị kiểu cho Bảng P-2 Bảng P-2 Các giá trị shape type Giá trị 11 13 15 18 21 23 25 28 31 Hộp biên (Bounding Box) main file header chứa phạm vi thực shape file: Hình chữ nhật bé phủ tồn shape có cạnh song song với trục X Y (và có khả mở rộng với trục M Z) Nếu shapefile rỗng (khơng có ghi nào) giá trị Xmin, Ymin, Xmax, Ymax không xác định PL3.2 Các header ghi Header cho ghi chứa số hiệu ghi độ dài nội dung ghi Các header ghi có độ dài cố định byte Bảng P-3 mô tả trường header ghi, với vị trí tính từ đầu ghi tương ứng 70 Bảng P-3 Mô tả header ghi Position Byte Byte Số hiệu ghi Độ dài nội dung ghi độ dài phần nội dung ghi theo đơn vị từ 16-bit Do đó, ghi đóng góp số lượng từ 16bit (4 + độ dài nội dung) vào tổng độ dài file (được chứa Byte 24 file header) PL3.3 Nội dung ghi Nội dung ghi shapefile bao gồm kiểu shape, theo sau liệu hình học shape Độ dài nội dung ghi phụ thuộc vào số thành phần số đỉnh shape Tiếp sau trình bày số nội dung ghi theo kiểu shape hệ quy chiếu X, Y Kiểu Point (điểm) Một điểm bao gồm cặp tọa độ kiểu double-precision theo thứ tự X, Y Point { Double X // X coordinate Double Y // Y coordinate } Bảng P-4 Nội dung ghi biểu diễn điểm Position Byte Byte Byte 12 71 Kiểu MultiPoint (đa điểm) Biểu diễn tập điểm, sau: MultiPoint { Double[4] Box // Bounding Box Integer NumPoints // Number of Points Point[NumPoints] Points // The Points in the Set } Hộp Biên (Bounding Box) lưu theo thứ tự Xmin, Ymin, Xmax, Ymax Bảng P-5 Nội dung ghi biểu diễn đa điểm Position Byte Byte Byte 36 Byte 40 Kiểu PolyLine (đa đoạn) Một PolyLine tập có thứ tự đỉnh bao gồm nhiều thành phần Một phần thành phần liên thông gồm hai đỉnh Các phần khơng liên thơng với phần khác Các phần không cắt với phần khác Do đặc tả không cấm điểm liên tục với tọa độ trùng nhau, nên đọc shapefile phải kiểm soát trường hợp Việc dẫn tới phần thối hóa có độ dài khơng khơng phép PolyLine { Double[4] Box // Bounding Box Integer NumParts // Number of Parts Integer NumPoints // Total Number of Points Integer[NumParts] Parts // Index to First Point in Part Point[NumPoints] Points // Points for All Parts 72 } Các trường PolyLine mô tả chi tiết sau đây:  Box: Hộp Biên cho PolyLine lưu theo thứ tự Xmin, Ymin, Xmax, Ymax   NumParts: Số phần PolyLine  NumPoints: Tổng số điểm tất phần PolyLine Parts: Một mảng có độ dài NumParts chứa số điểm mảng điểm Các số mảng đánh từ  Points: Một mảng cú độ dài NumPoints  Bảng P-6 Nội dung ghi chi tiết đa đoạn Position Byte Byte Byte 36 Byte 40 Byte 44 Byte X Chú ý: X = 44 + * NumParts Kiểu Polygon (Đa giác) Một đa giác bao gồm một vành Một vành chuỗi đóng liên thơng điểm, khơng tự cắt Một đa giác chứa nhiều vành ngồi Thứ tự định hướng vành mặt vành phía đa giác Lân cận bên phải người quan sát dọc theo vành theo thứ tự đỉnh thuộc vùng phía đa giác Các đỉnh vành định nghĩa lỗ rỗng đa giác theo hướng ngược chiều kim đồng hồ Các đỉnh vành đơn ln có thứ tự thuận chiều kim đồng hồ Các vành đa giác cho part (phần) 73 Lưu ý điểm liên tiếp không thiết phải phân biệt, nên đọc shapefile phải xử lý tình Cấu trúc đa giác giống cấu trúc đa đoạn, sau Polygon { Double[4] Box // Bounding Box Integer NumParts // Number of Parts Integer NumPoints // Total Number of Points Integer[NumParts] Parts // Index to First Point in Part Point[NumPoints] Points // Points for All Parts } Các trường đa giác mô tả chi tiết sau:   Box: Hộp biên đa giác theo thứ tự Xmin, Ymin, Xmax, Ymax  NumParts: Số vành đa giác  NumPoints: Tổng số điểm tất vành Parts: Một mảng gồm NumParts phần tử, chứa số điểm vành mảng Points  Points: Một mảng gồm NumPoints phần tử Các điểm cho vành nối tiếp điểm vành Một ví dụ đa giác gồm vành 10 điểm sau: Hình P-1 Ví dụ đa giác gồm hai vành 74 Thứ tự đỉnh lưu trữ shape file minh họa Hình P-2 Hình P-2 Lưu trữ đa giác shapefile Bảng P-7 Nội dung ghi đa giác Position Byte Byte Byte 36 Byte 40 Byte 44 Byte X Chú ý: X = 44 + * NumParts Ngồi shapefile cịn có cấu trúc shape khác như: PointM, MultiPointM, PolyLineM, PolygonM (M độ đo), PointZ, MultiPointZ, PolyLineZ, PolygonZ (trong hệ quy chiếu X, Y, Z) cấu trúc MultiPatch (đa mảnh) ... quan đến vị trí địa lý đối tượng khơng gian liên kết chặt chẽ với chúng hệ thống thông tin địa lý thông qua chế thống chung Thông thường hệ thống thông tin địa lý có loại số liệu thuộc tính:... quan hệ thống thông tin địa lý Chương trình bày tổng quan hệ thống thông tin địa lý, kỹ thuật truy vấn không gian GIS, khả GIS Chương 2: Một số cấu trúc liệu sử dụng GIS Chương mơ tả cấu trúc, ... ? ?Các cấu trúc liệu hệ thống thông tin địa lý. ” Trong khuôn khổ luận văn, tơi trình bày số vấn đề hệ thống thông tin địa lý (GIS), kỹ thuật truy vấn không gian GIS Mô tả cấu trúc, phép tốn xây