- Phân loại có kiểm định:
b. Chuyển đổi dữ liệu
Chuyển dữ liệu trong GIS bao gồm nhiều kiểu khác nhau. Những dạng chuyển đổi phổ biến là chuyển đổi từ Raster sang Vector và ngược lại; chuyển từ dữ liệu thuộc tính sang bản đồ; các dạng chuyển đổi dữ liệu sử dụng các hàm số sơ cấp như hàm số sine, cosine, tagent, arcsin, arccos, arctan, các hàm số mũ, hàm logarit. Tùy thuộc vào mục đích phân tích dữ liệu và ứng dụng mà lựa chọn sự chuyển đổi dữ liệu cho phù hợp với mục đích phân tích dữ liệu. Trong phân dưới đây, ta xét chủ yếu dạng chuyển đổi cơ bản từ dữ liệu Vetor sang dữ liệu Raster và ngược lại.
Chuyển đổi dữ liệu từ Vector sang Raster có ý nghĩa đặc biệt cho các dự án nghiên cứu có tính toán phức tạp. Ví dụ các dự án nghiên cứu xói mòn đất, dự báo suy thoái đất, đánh giá tiềm năng đất, mô hình chuyển đổi sử dụng đất hay tính dòng chảy bề mặt và nhiều hiện tượng khí hậu trái đất. Các dạng tính toán này cần dữ liệu ở dạng dữ liệu Raster. Dữ liệu Vector nhìn chung chỉ phục vụ tốt mục tiêu hiển thị dữ liệu không gian.
Một trong những dạng chuyển đổi dữ liệu cơ bản là sự chuyển đổi dữ liệu từ dạng dữ liệu Raster sang Vector và ngược lại. Dữ liệu Vector dạng điểm, đường và vùng đều có thể chuyển sang Raster. Ngược lại, dữ liệu Raster có thể chuyển thành dữ liệu Vector dạng điểm, đường và vùng. Một số phần mềm GIS hỗ trợ sự chuyển đổi này khá thuận tiện. Ví dụ, phần mềm IDRISI cho phép chuyển đổi liệu Vector sang Raster và ngược lại rất tiện lợi. Để thực hiện các phép tính toán giữa các lớp bản đồ như các phép tính số học (cộng, trừ, nhân, chia) hai bản đồ hay các phép tính chồng xếp phức tạp hơn, các lớp dữ liệu thường được chuyển sang dạng Raster. Ví dụ, các bản đồ nhân tố về tính chất vật lý và hóa học đất trong đánh giá đất cần kết hợp với nhau để tạo ra bản đồ thích nghi cuối cùng. Trong trường hợp này, các bản đồ nhân tố đánh giá nên chuyển sang dạng dữ liệu Raster. Ta có thể dễ dàng thực hiện các phép tính đại số bản đồ để tạo ra bản đồ thích nghi (bản đồ kết hợp của các nhân tố đánh giá). Đối với trường hợp chuyển từ Raster sang Vector là sự khái quát hóa phân bố của các hiện tượng cần nghiên cứu. Ví dụ, ta có thể tạo ra bản đồ dạng đường bình độ về nhiệt độ bề mặt Trái đất với các khoảng giữa các đường bình độ là một khoảng nào đó. Bản đồ bình đồ về nhiệt độ này cho phép ta có thể nhận định xu hướng phân bố tổng tích ôn theo vùng lãnh thổ.
Trong thực tiễn, rất nhiều dữ liệu địa lý được hiển thị theo dạng dữ liệu điểm để thực hiện tính toán cần thiết. Hình dưới minh họa sự chuyển đổi dữ liệu điểm Vector sang điểm Raster. Mỗi điểm dữ liệu trong mô hình dữ liệu Vector được chuyển tương ứng thành một pixel trong mô hình dữ liệu Raster.
Chuyển dữ liệu điểm Vector sang dạng điểm Raster
Các dữ liệu dạng đường của dữ liệu Vector là tập các điểm và mỗi điểm có tọa độ xác định. Mỗi điểm này được chuyển sang tương ứng là một pixel. Như vậy, chuỗi các điểm của dữ liệu Vector được chuyển thành chuỗi các ô pixel. Hình dưới minh họa khái quát quá trình chuyển đổi này.
Chuyển dữ liệu Vector dạng đường sang Raster
Với các dữ liệu dạng vùng, quá trình chuyển đổi từ Vector sang Raster được khái quát hóa như hình dưới. Ta hình dung quá trình này như sự chia nhỏ vùng cần chuyển đổi thành các ô vuông phủ chùm vùng cần chuyển đổi theo đường ranh giới vùng. Như vậy, quá trình chuyển đổi cần phải tính toán diện tích cần chuyển đổi theo ranh giới vùng, hình thành lưới ô vuông hiển thị cho vùng cần chuyển với kích thước ô xác định và cuối cùng là chồng xếp lưới ô vuông lên vùng cần chuyển đổi để tạo ra lưới dữ liệu Raster của vùng chuyển đổi. Việc lựa chọn độ phân giải của pixel là yếu tố quan trọng vì sự lựa chọn độ phân giải ảnh hưởng đến độ chính xác của vùng cần chuyển đổi. Lưu ý rằng các phân tích dữ liệu yêu cần độ chính xác cao về diện tích vùng thì sự chuyển đổi từ dữ liệu Vector sang dữ liệu Raster cần phải xem xét cẩn thận.
Chuyển dữ liệu dạng vùng Vector sang dữ liệu dạng vùng Raster
Dữ liệu dạng mô hình mạng lưới như mạng lưới giao thông và thủy văn, ta cũng có thể chuyển đổi từ dữ liệu Vector sang dữ liệu Raster. Nhiều ứng dụng trong tính toán liên quan đến mạng lưới giao thông và thủy văn rất phức tạp. Ví dụ, các tính toán liên quan đến tính khoảng cách từ một điểm đến đường (proximity to road) được thực hiện rất thuận tiện nếu như dữ liệu được chuyển sang dữ liệu Raster. Tuy nhiên, tính toán này có thể thực hiện được dưới dạng dữ liệu Vector. Với dữ liệu Vector dạng mạng lưới được chuyển đổi giống như dữ liệu dạng đường đơn giản. Hình dưới minh họa khái quát sự chuyển đổi này.
Chuyển dữ liệu dạng mạng lưới Vector sang Raster
Chuyển dữ liệu đường bình độ Vector sang Raster
Ngoài chuyển đổi từ dữ liệu Vector sang Raster, nhiều ứng dụng đòi hỏi chuyển đổi từ dữ liệu Raster sang Vector. Hiện nay, ảnh vệ tinh viễn thám, ảnh hàng không dạng số rất đa dạng và phong phú. Định dạng của các tệp dữ liệu ảnh vệ tinh viễm thám đều lưu trữ dưới dạng dữ liệu Raster. Nhiều ứng dụng trong lĩnh vực quản lý đất đai đòi hỏi dữ liệu ở dạng Vector, vì vậy sự chuyển đổi dữ liệu từ Raster sang Vector là cần thiết. Ví dụ, xử lý ảnh và xây dựng cơ sở dữ liệu về hiện trạng sử dụng đất từ ảnh vệ tinh là quá trình giải đoán và chuyển dữ liệu Raster sang Vector. Khái quát hóa quá trình chuyển đổi từ dữ liệu Raster sang cấu trúc dữ liệu Vector được mô tả khái quát như Hình dưới. Ta thấy ảnh số thực chất là dãy các ô vuông được mã hóa dưới dạng số và được xếp theo cấu trúc ma
trận vuông. Như vậy, quá trình chuyển đổi từ Raster sang Vetor là quá trình nhóm các pixel có cùng giá trị thành các nhóm khác nhau. Ví dụ, nhóm các pixel với các giá trị 1, 2, 3 và 4 thành các đa giác tương ứng. Mỗi nhóm pixel này được vẽ thành một đa giác riêng.
Chuyển từ dữ liệu dạng Raster sang dư liệu dạng Vector
Dạng chuyển dữ liệu thuộc tính sang dữ liệu bản đồ cũng là dạng chuyển đổi dữ liệu phổ biến trong quá trình phân tích dữ liệu địa lý. Đây thực chất là quá trình gán lớp lại giá trị thuộc tính để hình thành các bản đồ đơn tính. Ví dụ, ta hình dung bản đồ thổ nhưỡng của Việt Nam gồm tên các nhóm đất chính và rất nhiều các tính chất lý học và hóa học của các loại đất. Các tính chất lý-hóa này được tổ chức thành bảng thuộc tính riêng và gắn kèm với bản đồ chỉ ra phân bố và vị trí của từng nhóm đất. Dựa trên bảng dữ liệu thuộc tính, ta có thể xây dựng các bản đồ đơn tính theo từng tính chất của các loại đất như bản đồ chất hữu cơ, bản đồ pH, bản đồ thành phần cơ giới, bản đồ độ dầy tầng đất.
Việc chuyển đổi dữ liệu dựa trên các hàm số sơ cấp chủ yếu thực hiện để chuẩn bị cho các tính toán phức tạp hơn. Ví dụ, trong đánh giá đất ta có thể sử dụng hàm fuzzy (fuzzy menbership function) để chuyển các bản đồ nhân tố thành các bản đồ nhân tố dạng fuzzy với miền giá trị của tất cả các nhân tố từ 0 đến 1. Các bản đồ nhân tố có cùng miền giá trị từ 0 đến 1 sẽ dễ dàng cho phân hạng các mức thích nghi. Các nhân tố đều có thể chia các mức thích nghi từ 0 (không thích nghi) đến 1 (thích nghi nhất).
Ngoài ra, một số chuyển đổi dữ liệu dạng số thực sang dạng số nguyên và ngược lại. Trong quá trình tính toán, tùy mức độ sai số cho phép, ta có thể chuyển đổi từ dạng số nguyên sang số thực hay ngược lại. Ví dụ, tính diện tích cho từng thửa đất ta cần phải chuyển về dữ liệu dạng số thực. Nhưng tính diện tích đất cho từng kiểu sử dụng đất trên phạm vi toàn cầu, ta nên chuyển dữ liệu về diện tích các loại hình sử dụng đất ở dạng số nguyên.