35 Code của cung
168W 162W 156WBắc
nhất.
Theo nguyờn tắc đú, hệ UTM được tổ chức thành cỏc vựng tớnh từ Đụng sang Tõy, mỗi vựng rộng 6o theo kinh độ. Như vậy toàn bộ trỏi đất bao gồm 60 vũng. Tỉ lệ được thể hiện dọc theo 2 kinh tuyến ở phớa Đụng và phớa Tõy của kinh tuyến. Trung tõm cú độ ổn định là 0,966.
60 vựng của hệ UTM bắt đầu từ đường đỏnh dấu quốc tế International Date Line (IDL) hay là kinh độ 180o căn cứ vào đồ thị vựng thứ nhất (vựng 1) bao phủ một dải giữa kinh độ nghĩa hoàn hảo khi ỏp dụng trong một vựng (zone).
168W 162W 156WBắc Bắc Nam 174W 180W 84Bắc Xớch đạo 80Nam Hỡnh 14. Hệ toạđộ UTM
Toạ độ của mỗi một vựng phải được tham khảo một cỏch độc lập. Vớ dụ: toạ độ ở vựng 11 thỡ khụng thể dựng để tham khảo cho vựng 12 hay vựng khỏc. Khoảng cỏch hướng đụng được xỏc định là khoảng cỏch từ đường trung tõm của vựng, cú giỏ trị bằng với giỏ trị của trục nằm ngang trong hệ toạ độ Carsterian.
Đường trung tõm được thiết kế cho việc đo chuẩn về hướng Đụng là 500 000m. Với đú, cỏc điểm nằm trong vựng đều giỏ trị dương. Nếu khoảng cỏch 1 điểm về hướng Tõy lớn hơn 500 000 một so với đường trung tõm thỡ điểm đú phải thuộc về vựng kế tiếp. Một giỏ trị hướng đụng nếu nhỏ hơn 500 000 một thỡ nú thể hiện một vị trớ ở phớa Tõy của đường trung tõm. Toàn bộ cỏc trường hợp, giỏ trị
hướng đụng đều là dương và nhỏ hơn 1 000 000 một, vỡ cựng một vựng. Núi cỏch khỏc, chiều dài nằm ngang thực tế của một vựng là rộng nhất ở vựng xớch đạo và nú trở nờn rất hẹp khi chuyển dần về phớa cực.
Khoảng cỏch hưởng Bắc: được đo theo hướng Bắc - Nam, nú cú giỏ trị bằng trục Y (thẳng đứng) trong toạ độ Castersian. Tại bỏn cầu Bắc, xớch đạo được xỏc định là đường 0m. Toàn bộ cỏc vị trớ trờn bỏn cầu Bắc sẽ cú giỏ trị là khoảng cỏch về hướng Bắc bằng khoảng cỏch đến xớch đạo, ở bỏn cầu Nam, cực Nam được xỏc định là cú giỏ trị khoảng cỏch về hướng Bắc là 0 và xớch đạo cú giỏ trị hướng Bắc là 10 000 000 một
Hệ toạ độ UTM thực tế về bản chất là hệ Castersian vỡ đơn vị một là đơn vị tiờu chuẩn để đo. Núi túm lại: một đơn vị khoảng cỏch trờn trục X thỡ bằng một đơn vị khoảng cỏch trờn trục Y và khoảng cỏch về hướng Đụng và khoảng cỏch về hướng Bắc được đo theo hai hướng vuụng gúc với nhau. Tất nhiờn, cú một hạn chế chớnh của hệ UTM là nú khụng thể ỏp dụng cho những vựng cắt chộo nghĩa là một khi diện tớch nghiờn cứu lại nằm ở hai vựng khỏc nhau thỡ hệ UTM nhất thiết phải được chuyển sang hệ lưới chiếu khỏc để phõn tớch.
Phần lớn cỏc phần mềm GIS đều cú chức năng toạ và chuyển đổi hệ lưới chiếu và hệ lưới chiếu GRID được dựng rộng rói để thể hiện bề mặt trỏi đất, người phõn tớch cú thể chuyển đổi hệ UTM của 2 vựng liền kề nhau sang kinh độ, vĩ độ của hệ lưới chiếu GRID. Trường hợp đú thỡ toàn bộ bản đồ lại phải được xử lý ở hệ toạ độ khỏc để phõn tớch về hệ GRID cũng khụng phải hệ Cartesian.
Một ưu điểm khỏc đặc biệt quan trọng của hệ UTM cho phõn tớch khụng gian theo tỉ lệ của địa hỡnh là cỏc vựng của UTM được tổ chức theo hỡnh chữ nhật mặc dự trong thực tế nú khụng phải là hỡnh chữ nhật. Nguyờn nhõn là do khoảng cỏch Đụng - Tõy là khỏc nhau và đoạn dài của 1o kinh độ luụn khỏc nhau từ chỗ này sang chỗ khỏc. Về tập thể, hệ UTM là chỉ cú hiệu quả ở trong dải từ 81o Bắc đến 84o Nam. Ngoài vựng đú thỡ hệ chiếu cực toàn năng lập thể được sử dụng thay cho UTM. Một điểm lưu ý là toạ độ của vựng cắt chộo thỡ khụng thể sử dụng chung được.
Hệ toạđộ phẳng quốc gia:
Hệ toạ độ phẳng quốc gia thường được xõy dựng để dựng riờng cho mỗi quốc gia. Hệ toạ độ phẳng được dựng như một tài liệu lịch sử để quản lý đất đai. Hệ toạ độ này khụng thớch hợp cho việc nghiờn cứu mang tớnh khuvực hoặc một vựng rộng lớn vỡ trong thực tế, mỗi quốc gia lại sử dụng một hệ lưới chiếu riờng. Cỏc nước nằm theo hướng Đụng - Tõy thỡ hóy sử dụng hệ lưới chiếu chuyển đổi
Mercator, trong khi đú cỏc nước năm theo hướng Nam Bắc lại sử dụng hệ lưới chiếu hỡnh nún khối Lambert. Mỗi nước lại chia thành nhiều vựng nhỏ để giảm thiểu những sai số ưu thế của hệ toạ độ phảng quốc gia là sử dụng đơn vị đo riờng. Vớ dụ ở Mỹ và Anh thỡ dựng foot (hay feet), inch (1 foot = 12 inch, 1 yard = 3 feet, 1 mile = 5280 feet).
Nhiều nước thỡ sử dụng hệ một vỡ hệ đơn vị này thụng dụng hơn khi đo khoảng cỏch. Tuy nhiờn, đo đạc để lập hệ toạ độ phẳng quốc gia đụi khi gõy nhiều khú khăn cho xử lý khụng gian ở tỉ lệ khu vực. Lý do khụng chỉ vỡ sự chuyển đổi cỏc đơn vị đú mà việc chuyển hệ toạ độ từ hệ lưới chiếu này sang hệ lưới chiếu khỏc đũi hởi những quỏ trỡnh tớnh toỏn phức tạp, đặc biệt là trong trường hợp cỏc vị trớ khỏc nhau lại được xỏc định theo cỏc hệ toạ độ khỏc nhau.
III.4.Cỏc phộp đo đạc cơ bản về cỏc đối tượng khụng gian
III.4.1.Đo đạc cỏc giỏ trị thuộc tớnh
Với việc thành lập một hệ toạ độ, mỗi đối tượng điểm cần phải được trỡnh bày bởi một cặp giỏ trị toạ độ x và y. Để tiện sử dụng, trong phần này Pi được trỡnh bày cho điểm thứ i trong một thuộc tớnh (coverage) và vị trớ của một điểm được xỏc định bởi (xi, yi). Đối tượng đường: được thể hiện bằng trật tự của cỏc điểm. Trong lập bản đồ số, cỏc đường cong được chia nhỏ thành hàng loạt cỏc đoạn thẳng. Tớnh chất của đường cong sẽ phụ thuộc vào số lượng điểm, nghĩa là phụ thuộc vào số lượng đoạn thẳng được chia ra. Khi số lượng đoạn thẳng tăng lờn thỡ đường sẽ gần giống đường cong hơn. Một đường thẳng được xỏc định bởi hai điểm nối đầu và cuỗi. Như vậy, một đường Li được trỡnh bày bởi một loạt cỏc điểm PiS nghĩa là Li (P1, P2, P3… Pn) với n là số lượng điểm xỏc định lờn đường Li. Một vựng cũng được trỡnh bày bằng cỏch tương tự với cỏc đường là tập hợp cỏc đoạn segment thẳng. Trong trường hợp đú thỡ một đường trũn khụng thể quan niệm là một vũng trũn. Thay vào đú đường trũn là tập hợp rất nhiều đoạn thẳng bằng nhau và chỳng tạo nờn một vựng cú hinhf dạng là trũn. Căn cứ vào đú, một Polygon Gi được trỡnh bày dưới dạng là Gi (L1, L2, … Lm) với m là số lượng đoạn thẳng được chia ra để tạo nờn polygon.
Một khi cỏc đối tượng khụng gian được xỏc định thỡ việc đo đạc hỡnh học cơ bản được ỏp dụng để thực hiện việc đo đạc và tớnh toỏn.
Khoảng cỏch giữa hai điểm trong bề mặt Cartesian (bề mặt thuỷ chuẩn) được xỏc định bởi khoảng cachs Ơclit (Euclidean Distance). Hỡnh vẽ sau minh hoạ cho việc tớnh khoảng cỏch giữa hai điểm cú toạ độ là (1,4) và (4,2).
P2(4,2)P1(1,4) P1(1,4) D1,2 4 3 2 1 4 1 2 3 X 0 Y
Hỡnh 15. Đoạn thẳng segment (D1,2) được xỏc định bởi hai điểm đầu và cuối
Khoảng cỏch Ơclit là khoảng cỏch của một đoạn thẳng nối giữa hai điểm trờn một mặt phẳng. Trong thực tế, việc đo đạc cú thể được thực hiện bằng cỏch khỏc. Vớ dụ: một phộp đo được gọi là đo khoảng cỏch Manbattan với ý nghĩa như: "khoảng cỏch khối phố - city block distance), ở đú ỏp dụng hệ toạ độ lưới Grid tương tự như cỏc khối phố. Khi đú khoảng cỏch Manbattan được tớnh theo cụng thức:
Di,j = (Xi - Xj) - (Yi - Yj)
Diện tớch của rất nhiều vựng nhỏ tạo nờn một polygon thỡ cú thể được tớnh bằng việc lập một đa giỏc (trapezoid) từ tất cả cỏc đoàn thẳng đú rồi tớnh tập hợp cho diện tớch của cả polygon.
P1 P2 P2 P3 P4 P5 P6 P7 X1 X2 X5 X3 X4 X6 X7 Y1 Y2
Hỡnh 16. Tớnh diện tớch một polygon theo phương phỏp đa giỏc (trapezoid)
Polygon trờn tạo nờn từ 7 điểm và 7 đoạn thẳng. Mỗi đoạn thẳng được xỏc định bởi hai điểm (điểm nối hoặc điểm giao cắt). Mỗi đoạn thẳng cú hai đường
thẳng song song với trục Y để xỏc định cỏc giỏ trị X cho từng điểm. Sẽ cú cỏc hỡnh thang (đa giỏc) được tạo nờn bởi cỏc đường thẳng song song đú, đoạn segment và đoạn hỡnh chiếu của chỳng trờn trục X, khi đú:
2 ) )( ( ,j i i i i i Y X Y X A + − =
Ở đõy: Aij: diện tớch hỡnh thang i, j là điểm thứ i và j
Khi ỏp dụng cụng thức này và tớnh cộng dồn chiều kim đồng hồ ta sẽ được điện tớch của polygon (lưu ý khi tớnh diện tớch của cỏc hỡnh thang xỏc định bởi cỏc đoạn P7 - P1, P1 - P2, P2 - P3 và P3 - P4 sẽ cú giỏ trị dương và diện tớch tạo bởi cỏc đoạn P4 - P5, P5 - P6, P6 - P7 sẽ cú giỏ trị õm và tổng của tất cả cỏc diện tớch 7 hỡnh thang sẽ cho diện tớch của polygon G (P1 ... P7).
Tương tự như vậy, nếu ta vẽ tạo thành cỏc tam giỏc cho toàn bộ cỏc đoạn segment và đưa về hệ toạ độ ban đầu rồi tớnh tổng diện tớch cỏc tam giỏc thỡ kết quả cũng là diện tớch của cả polygon. Hai phương phỏp đều cú độ chớnh xỏc tương tự như nhau
III.4.2.Đo đạc cỏc tớnh chất của thuộc tớnh
Trong cả việc lập bản đồ số và phõn tớch định hướng của cỏc hiện tượng và đối tượng khụng gian thỡ cỏc đối tượng (hoặc đơn vị địa lý) đều phải được định lượng hoỏ và được xử lý theo cỏc giỏ trị đo đạc. Việc đo cỏc dữ liệu thuộc tớnh phụ thuộc vào tớnh chất mà cú thể đỏnh giỏ được và khả năng tài liệu cho phộp. Việc đo đạc cỏc tài liệu thuộc tớnh được chia ra cỏc mức sau: cú tồn tại trờn danh nghĩa (niminal), thụng thường (ordinal), khoảng cỏch biệt (interval) và tỉ số (ratio).
Đo đạc cỏc mức độ (levels)
Đo mức độ danh nghĩa (normal): là sự đo đạc về tớnh chất và chủng loại. Vớ dụ: tờn đất nước sinh ra, màu, nơi sinh, địa bàn cú quyền bầu cử (vớ dụ ở Mỹ). Tớnh chất này chỉ mang tớnh chất đặt tờn theo thứ tự mà khụng cú thuộc tớnh nào về khoảng cỏch hay về bản chất. Vớ dụ: thứ tự đặt tờn theo vần ABC nghĩa là A tốt hơn B. Cỏch đặt tờn cú thể là theo vần hoặc theo thứ tự. Trong trường hợp đặt tờn theo số thứ tự thỡ giỏ trị số đú khụng thể được dựng để tớnh toỏn.
Đo mức độ thứ hạng (ordinal): là xỏc định ý nghĩa trong khỏi niệm của một trật tự mà ở đú mỗi một chỉ tiờu cú giỏ trị đồng nhất khi so sỏnh với cỏc chỉ tiờu khỏc. Vớ dụ: một người nào đú cú thể nằm trong trật tự phõn chia về nghề nghiệp hoặc vị trớ xó hội như: cụng nhõn, trớ thức, nụng dõn ... tầng lớp nghốo, trung bỡnh
hay giàu (về mức độ thu nhập). Trong trường hợp đú, tầng lớp trung bỡnh phải ở thứ hạng cao hơn nghốo và thấp hơn giàu.
Khi ỏp dụng đo đạc mức độ thứ hạng cú thể xỏc định thuộc tớnh (code) theo a b c hoặc theo trật tự số, nhưng mức độ của sự khỏc biệt giữa cỏc thứ hạng thỡ khụng được làm rừ về định lượng. Vỡ vậy, trật tự cỏc số hạng khụng thể dựng để tớnh toỏn về mặt toỏn học mà chỉ xỏc định về mối quan hệ. Vớ dụ : bảng độ cứng của cỏc khoỏng vật hay cấp bóo, cấp động đất là cỏc minh hoạ tương đối rừ của sự đo đạc và phõn chia về số hạng.
Đo khoảng cỏch biệt (interval)
Việc đo đạc khoảng cỏch biệt là xỏc định về trật tự và khoảng cỏch giữa cỏc chỉ tiờu, khoảng cỏch giữa cỏc chỉ tiờu là ổn định và bằng nhau về đơn vị. Vớ dụ điển hỡnh của sự phõn chia này là thang nhiệt độ Census (cả nhiệt độ Ken vin). Trong đú, khoảng khỏc giữa 50o và 49o là bằng với khoảng khỏc nhau giữa 49o và 48o. (Tất nhiờn 50o thỡ khụng cú khỏi niệm là ấm hơn 25o hai lần).
Một tớnh chất khỏc nhau trong việc đo khoảng cỏch biệt là khụng cú giỏ trị của điểm khởi đầu. Vớ dụ: 0oC là xỏc định nhiệt độ của điểm đúng băng nhưng khụng cú nghĩa là ở 0oC là hết nhiệt.
Núi túm lại, việc đo khoảng cỏch biệt cho phỏp xỏc định sự khỏc nhau giữa cỏc hiện tượng nhưng khụng cú nghĩa về sự khỏc biệt biờn độ (vớ dụ, bóo cấp 2 khụng cú nghĩa là mạnh hơn gấp 2 lần bóo cấp 6 hay kim cứng (độ cứng 10) khụng cú nghió là cứng hơn thạch cao (độ cứng 2) là 5 lần.
Đo đạc tỷ số: đo đạc tỉ số thỡ đầy đủ tớnh chất của việc đo khoảng cỏch biệt, cú thờm một thuộc tớnh là giỏ trị 0 được xỏc định bởi đồ thị. Vớ dụ, khi đo khoảng cỏch tự nhiờn, khụng cỏch 0 được hiểu là sẽ khụng cú khoảng cỏch giữa hai đối tượng. Khoảng cỏch này được xỏc định rừ và một điểm giỏ trị 0 cũng cú ý nghĩa tỷ số đó được tớnh. Cụ thể hơn về ý nghĩa đú là khi ta núi 10 km cú khoảng cỏch gấp hai lần 5 km.
Một vớ dụ khỏc là khi tớnh trọng số cho một đơn vị đo khi trọng số bằng 0 nghĩa là khụng cú trọng số. Nú cú ý nghĩa khi núi 10km3 nặng gấp 2 lần 5m 3 . Trong kinh tế, trọng số thể hiện cho sự thu nhập mặc dự đơn vị tiền tệ tớnh cú thể khỏc nhau. Khi đú, định lượng về ý nghĩa hoàn toàn được xỏc định.
• Đo đạc Sự hướng tõm và sự phõn tỏn (central tendency and disperion):
xỏc định sự hướng tõm hay phõn tỏn là nội dung quan trọng nhất của xử lý thống kế cỏc hiện tượng, trong thống kờ, sự hướng tõm thể hiện một trường (trend) của
sự phõn bố. Trong khi đú, sự phõn tỏn thể hiện độ phõn tỏn so với mức phõn bố (tendency) trung tõm.
Vớ dụ khi tớnh toỏn tổng thu nhập khi so sỏnh giữa hai nhúm dõn tộc giỏ trị trung bỡnh là một giỏ trị thống kờ ở mức hướng tõm giỏ trị đú cú thể được sử dụng làm chỉ thị cho mức tổng thu nhập, từ đú cú thể so sỏnh thu nhập của hai nhúm với nhau, khi đú mức độ phõn tỏn cho biết giỏ trị trung bỡnh.
Với những giỏ trị khỏc nhau đo được ở tỷ lệ thụng dụng, sự hướng tõm được xỏc định bởi giỏ trị mode, đú là lớp giỏ trị cú tần số phõn bố cao nhất. Vớ dụ: một khu vực cú 3 dõn tộc sinh sống là đõn tộc A chiếm 30%, dõn tộc chiếm 60% và dõn tộc C chiếm 10%. Trường hợp đú, mode của khu vực là B vỡ cú số dõn đụng nhất. Trong trường hợp đú mode thể hiện sự hướng tõm cũng là B nếu như sự phõn bố là ngẫu nhiờn, tần số của mode nhúm được xỏc định là f mode và sự phõn tỏn ở tỷ lệ đo thụng dụng được tớnh bởi tỷ số khỏc biệt (variation ration).
V = 1 - (f mode/N)
Ởđõy: V là tỷ số khỏc biệt
N là tổng số phõn bố
Giỏ trị nhỏ hơn của sự phõn tỏn thể hiện cho trường hợp hướng tõm nhiều và mode là chỉ thị tốt hơn cho trường phõn bố. Nếu như một nhúm dõn tộc chiếm nhiều hơn 80% tổng số dõn trong vựng thỡ tỷ số sự khỏc biệt là 0,2. Nếu dõn tộc chiếm đa số song cũng chỉ đạt 80% tổng số dõn thỡ trường hợp đú tỉ số phõn tỏn là 0,6.
Mức tập trung của việc đo sự khỏc biệt về thứ hạng được tớnh bởi giỏ trị trung bỡnh, đú là trường hợp cú sự tập trung ở giữa (nghĩa là cú một số giỏ trị cao hơn hoặc thấp hơn giỏ trị trung bỡnh). Vỡ sự khỏc biệt được đo ở tỷ lệ về thứ hạng nờn toàn bộ cỏc trường hợp cú thể phõn bố dạng phõn nhỏnh, cú nhấnh nằm ở thứ hạng cao hoặc thỏp hơn giỏ trị trung bỡnh. Trường hợp đú giỏ trị trung bỡnh sẽ rơi chớnh xỏc vào khoảng giữa của tập hợp. Vớ dụ nếu cú 15 người lớn thược về nhỏnh đi xuống ở một tầng lớp trong xó hội thỡ trường hợp thứ 8 là thuộc về giỏ trị trung bỡnh của vựng phõn bố này. Khi đú giỏ trị trung bỡnh cho biết một điều là nếu cú