1.1.2.3. Xử lý dữ liệu GIS
Chức năng quan trọng của GIS là xử lý dữ liệu khơng gian và dữ liệu thuộc tính để trợ giúp cho quá trình ra quyết định. Khả năng xử lý dữ liệu khơng gian của GIS là cơ sở để phân biệt GIS với các hệ thống quản trị Cơ sở dữ liệu thơng thường. Xử lý dữ liệu GIS gồm 3 nhĩm chức năng chính: Xử lý dữ liệu khơng gian, Xử lý dữ liệu thuộc tính, Kết hợp dữ liệu khơng gian và thuộc tính.
1.1.2.3.a) Xử lý dữ liệu khơng gian
a. Chuyển đổi định dạng dữ liệu: Hiện thời trên thị trường Cơng nghệ thơng tin cĩ rất nhiều phần mềm GIS khác nhau, mỗi phần mềm lưu trữ dữ liệu theo một cấu trúc riêng biệt. Tuỳ theo việc sử dụng phần mềm GIS nào để phân tích dữ liệu, ta phải chuyển đổi định dạng dữ liệu sang cấu trúc dữ liệu thích hợp.
b. Chuyển đổi hình học: Do dữ liệu thu thập từ nhiều nguồn khác nhau nên khả năng các lớp dữ liệu khi chồng lớp sẽ khơng khớp nhau. ðồng thời, thời gian qua, các bản đồ GIS chuyên đề do các cơ quan trong nước xây dựng cũng chưa cĩ sự thống nhất về việc sử dụng hệ qui chiếu (hệ Gauss, UTM, VN2000); cho nên, cần thiết phải sử dụng các phương pháp chuyển đổi hình học để hiệu chỉnh các lớp dữ liệu riêng biệt trùng khớp với lớp dữ liệu nền.
a. Ghép biên và soạn thảo đồ hoạ
- Ghép biên: Do vùng nghiên cứu rộng nên bản đồ phục vụ nghiên cứu thường do nhiều bản đồ nhỏ ghép lại với nhau, từ đĩ dễ xảy ra hiện tượng các đối tượng ở các đường biên sẽ khơng khớp nhau, ghép biên được sử dụng để điều chỉnh hiện tượng các đối tượng kéo dài ngang qua biên của các mảnh bản đồ. (Hình 1.4.)
Trước khi ghép biên Sau khi ghép biên
19
- Soạn thảo đồ hoạ: Số hố các đối tượng trên bản đồ cĩ thể xảy ra các trường hợp các đường số hố ngắn vài milimet và khơng tiếp xúc đối tượng. Chức năng soạn thảo trong GIS giúp thực hiện các cơng đoạn thêm, xố hoặc thay đổi vị trí của đối tượng. Và các phần mềm GIS cho phép sử dụng các phương pháp bắt điểm hoặc bắt đường để hiệu chỉnh các sai số do số hố tạo ra. Ngồi ra khi số hố hoặc chồng các đối tượng trên hai bản đồ lại với nhau, một đối tượng lại được thể hiện hai lần và cĩ dạng kéo dài (sliver); Cĩ những phần mềm GIS cĩ chức năng nhận biết các sliver và xố hoặc tự điều chỉnh các sliver đĩ (Hình 1.5)
Hình 1.3.: Sliver tạo ra do số hố hoặc chồng 2 lớp bản đồ
Hình 1.4: Quy trình biên soạn đồ hoạ
1.1.2.3.b) Xử lý dữ liệu thuộc tính:
Xử lý dữ liệu thuộc tính bao gồm các chức năng soạn thảo, kiểm tra và phân tích dữ liệu thuộc tính. Nhiều phân tích trong GIS được thực hiện chỉ sử dụng những chức năng phân tích thuộc tính. Trong hệ thống GIS, dữ liệu thuộc tính được lưu tách biệt với dữ liệu khơng gian và thường được lưu trong hệ cơ sở dữ liệu tách biệt.
- Soạn thảo thuộc tính: Chức năng này cho phép dữ liệu thuộc tính được lấy ra, kiểm tra và thay đổi. Hai bảng dữ liệu thuộc tính cĩ thể liên kết luận lý hoặc vật lý thơng qua các trường dữ liệu chung. Dữ liệu thuộc tính từng mẫu tin cĩ thể được
20
thay đổi hoặc xác lập bởi chính người sử dụng hoặc thực hiện thơng qua một số phép tĩan số học hoặc thống kê.
Ví dụ: Phép tĩan nhân
ID Giá trị ID Hệ số ID Trọng số
1 9 1 0,6 1 5,4 2 7 * 2 0,3 2 2,1 2 7 * 2 0,3 2 2,1 3 5 3 0,1 3 0,5
- Truy vấn thuộc tính: Cho phép truy tìm mẫu tin trong cơ sở dữ liệu thuộc tính thoả mãn điều kiện truy tìm đưa ra bởi người sử dụng. Trong truy vấn thường sử dụng các tĩan tử: =, <, >, ≤, ≥ hoặc các tĩan tử luận lý: AND, OR, NOR, XOR, NOT
Bảng 1.4: Các phép tốn luận lý
A B NOT A A AND B A OR B A XOR B
1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0
1.1.2.3.c) Tích hợp dữ liệu thuộc tính và khơng gian:
Sức mạnh của GIS là khả năng tích hợp dữ liệu khơng gian và thuộc tính. Tích hợp dữ liệu khơng gian và thuộc tính cĩ thể xếp thành 4 nhĩm : (a) Truy xuất số liệu, phân loại và đo lường, (b) Chồng lớp, (c) Lân cận, (d) Kết nối.
(a) Truy xuất số liệu, phân loại và đo lường:
21
- Truy xuất số liệu: Hoạt động truy xuất số liệu đối với dữ liệu khơng gian và thuộc tính bao gồm tìm kiếm chọn lọc, sắp xếp và hiển thị dữ liệu được chọn, nhưng khơng cần thiết điều chỉnh vị trí của đối tượng hoặc tạo ra một đối tượng mới. Ví dụ: Tìm kiếm những vị trí trên bản đồ cĩ trường thuộc tính điện trở suất >10 Ω.m. Lúc đĩ các vị trí trên bản đồ thoả điều kiện truy vấn trên sẽ được chỉ ra.
- Phân loại và tổng quát hố: Chức năng phân loại được cung cấp trong tất cả các hệ GIS. ðối với lớp dữ liệu đơn, chức năng phân loại liên quan đến vịêc gán tên lớp cho từng polygon (ví dụ: lớp điện trở suất ρ<8 Ω.m, lớp điện trở suất ρ=(8-10) Ω.m, lớp điện trở suất ρ>10 Ω.m trong bản đồ Biên mặn nhạt nước dưới đất). Phân loại cũng được tiến hành trên nhiều lớp dữ liệu, thường kết hợp với chức năng chồng lớp (ví dụ: Tìm vùng phân bố nước nhạt ở cả 3 tầng Pliocen trên, Pliocen dưới và Miocen). Dựa vào thuộc tính điện trở suất ρ≥10 Ω.m của lớp dữ liệu, ta chọn vùng cĩ giá trị ρ trong khỏang phù hợp.
Trước phân loại Bảng phân loại Sau khi phân loại (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vùng màu: Vùng đề xuất cĩ ρ≥10Ω.m; Vùng trắng: Vùng khơng đề xuất cĩρ<10Ω.m Hình 1.6: Vùng thích hợp cho khai thác nước dưới đất
Tổng quát hố là quá trình làm cho kết quả phân loại kém chi tiết hơn hoặc làm giảm số lớp bằng cách phối hợp các lớp ban đầu. Tổng quát hố thường dùng để làm nổi rõ các hiện tượng. Ví dụ trong lớp địa chất cơng trình, ta cụm các đối tượng cĩ cùng khả năng chịu tải vào thành một nhĩm.
(b) Chồng lớp:
Các chức năng chồng lớp số học và logic là một bộ phận trong các phần mềm Hệ thống thơng tin địa lý (GIS)
22
- Chồng lớp số học: bao gồm những phép tính như cộng, trừ, nhân, chia từng giá trị trong lớp dữ liệu với một giá trị tại vị trí tương ứng trong lớp dữ liệu thứ hai. Ví dụ: chồng hai lớp dữ liệu địa chất trầm tích và lớp giao thơng, giá trị trọng số của lớp thứ ba là tổng trọng số cuả hai lớp thành phần.
- Chồng lớp logic: liên quan đến việc tìm ra những vùng thỏa mãn hoặc khơng thoả mãn điều kiện đặt ra. Ví dụ: Tìm các vị trí đất cĩ trọng số >6 là vị trí thích hợp qui hoạch khai thác nước dưới đất.
dữ liệu thuộc tính
Hình 1.7: Chồng lớp dữ liệu khơng gian
- Chồng lớp với dữ liệu raster: được tiến hành trên cơ sở chồng các pixel với pixel. Cĩ hai phương pháp chồng lớp Raster:
+ Phương pháp trung bình trọng số: hai lớp dữ liệu cĩ các giá trị là P1 và P2 cùng các trọng số lớp tương ứng w1 và w2, khi chồng lớp với nhau, kết quả cho ra lớp dữ liệu thứ ba cĩ giá trị P1w1 + P2w2, trong đĩ w1 + w2 = 1
+ Phương pháp phân hạng: dữ liệu thuộc tính của hai lớp dữ liệu được phân hạng trước khi thực hiện việc chồng lớp.
- Chồng lớp dữ liệu vector: được thực hiện trên các tiến trình topology. Cĩ ba truờng hợp chồng lớp: điểm trên vùng, đường trên vùng, vùng trên vùng.
23
Dữ liệu khơng gian Dữ liệu thuộc tính
1 2 ID Lớp Pliocen trên 1 ρ > 8,4Ω.m