Nhaơp dữ lieơu Cơ sở dữ lieơu địa lý Tra xét dữ lieơu Biên đoơi Hieơn thị và báo cáo Bạn đoă giây hieơn hữu Đo đác ngoài trời Thiêt bị thám sát Giao dieơn Bàn sô hoá Taơp vaín bạn Máy quét Thiêt bị từ
Hình 4. Sơ đoă nhaơp lieơu cụa GIS Bạn đoă giây hieơn hữu Đo đác ngoài trời Thiêt bị thám sát Giao dieơn Bàn sô hoá Taơp vaín bạn Máy quét Thiêt bị từ Nhaơp dữ lieơu
Hình 5. Các thành phaăn cụa cơ sở dữ lieơu địa lý
Nhaơp dữ lieơu
Cơ sở dữ lieơu địa lý Vị trí
Topology Đaịc tính Cơ sở dữ lieơu
Heơ thông quạn lý
Truy caơp Biên đoơi
Tra xét
Hình 6. Xuât dữ lieơu cụa heơ thông GIS
Hieơn thị và báo cáo
Thiêt bị hieơn hình
Máy in Máy vẽ Thiêt bị từ
Bạn đoă Bạng
bieơu
Hình ạnh
Biên đoơi dữ lieơu
Lưu trữ Sử dúng và phađn
Hình 8. Khía cánh toơ chức cụa GIS
- Dữ lieơu
Hình 9. Cơ sở dữ lieơu neăn
Có theơ coi thành phaăn quan trĩng nhât trong heơ GIS là dữ lieơu. Các dữ lieơu địa lý và dữ lieơu thuoơc tính lieđn quan có theơ được người sử dúng tự taơp hợp hoaịc được mua từ nhà cung câp dữ lieơu thương mái. Heơ GIS sẽ kêt hợp dữ lieơu khođng gian với các nguoăn dữ lieơu khác, thaơm chí có theơ sử dúng DBMS đeơ toơ chức và quạn lý dữ lieơu.
Mođ hình dữ lieơu hình hĩc được phađn ra thành hai lối mođ hình chụ yêu: mođ hình vector và mođ hình raster.
- Phương pháp
Moơt heơ GIS thành cođng theo khía cánh thiêt kê và luaơt thương mái là được mođ phỏng và thực thi duy nhât cho moêi toơ chức.
Ban quạn lý
Thođng tin cho các
ban quạn lý Múc đích và tra xét
từ ban quạn lý
GIS
- Con người
Con người là yêu tô quyêt định sự thành cođng trong tiên trình kiên táo heơ thông làm neđn tính hữu hieơu cụa heơ thông trong quá trình khai thác và vaơn hành. Cođng ngheơ GIS sẽ bị hán chê nêu khođng có con người tham gia quạn lý heơ thông và phát trieơn những ứng dúng GIS trong thực tê. Trong HTTTĐL, con người sẽ làm vieơc tređn 3 vị trí và cũng là 3 câp có chức naíng khác nhau.
Nhóm 1: là câp kỹ thuaơt vieđn thao tác trực tiêp tređn các thiêt bị phaăn cứng, phaăn meăm đeơ thu thaơp, nhaơp, toơ chức, hieơn thị dữ lieơu, và những thao tác khác khi có yeđu caău sử dúng cụa câp cao hơn.
Nhóm 2: là nhóm quạn trị heơ thông, sử dúng heơ thông đeơ thực hieơn các bài toán phađn tích, đánh giá , giại quyêt các vân đeă theo moơt múc đích xác định đeơ làm chức naíng trợ giúp trao quyêt định.
Nhóm 3: là những người sử dúng các kêt quạ, các báo cáo cụa HTTTĐL đeơ ra quyêt định. Nhóm này đaịt múc tieđu, yeđu caău hốt đoơng cụa HTTTĐL.
3.1.2. RS
3.1.2.1. Khái nieơm veă RS - Định nghĩa toơng quát:
Vieên thám là kỹ thuaơt thu thaơp thođng tin veă đôi tượng, veă vùng, hoaịc veă đôi tượng thođng quan vieơc phađn tích dữ lieơu thu thaơp bới thiêt bị khođng tiêp xúc đôi với đôi tượng, vùng hoaịc hieơn tượng đang nghieđn cứu.
- Định nghĩa chi tiêt:
Vieên thám có theơ được định nghĩa như là kỹ thuaơt thu thaơp dữ lieơu bức xá đieơn từ phạn chiêu hoaịc phát ra từ đôi tượng tređn maịt đât baỉng cách sử dúng remote sensor và rút ra thođng tin veă đôi tượng thođng qua quá trình phađn tích các bức xá đieơn từ này.
Hình 11. Kỹ thuaơt vieên thám
3.1.2.2. Dữ lieơu sử dúng trong vieên thám - Dữ lieơu ạnh: ạnh tương tự, ạnh sô
- Sô lieơu định vị - Dữ lieơu bạn đoă - Dữ lieơu đoơ cao sô
Bạng 4. Đoơ phađn giại khođng gian cụa dữ lieơu ạnh vieên thám
Lối dữ
lieơu Veơ tinh sensor Toàn Đoơ phađn giại tuyên chúpBeă roơng saĩc(PAN ) Đa phoơ(MS) Đoơ phađn giại cao QuickBird Ikonos KVR 1000(Kosmos) 0.61 m 1m 2-3m 2.88m 4m - 16.5 km 11km 40km Đoơ phađn giại trung bình LANDSAT 7 ETM+ LANDSAT 4&5 TM SPOT 1-5 JERS-1 OPS IRS-1C/D PAN IRS-1C/D LISS III TK-3500(Kosmos) 15m - 5-10m - 5.8m - 10m 30-60m 30-120m 10-20m 18m - 23-70m - 185km 185km 60km 75km 71km 142km 142km 200km Đoơ phađn giại thâp LANDSAT 1-5 MSS RESURS-01 IRS-1C/D WIFS TIROS/AVHRR(NOAA) - - - - 80m 170-600m 188m 1000m 185km 600km 810km 3000km
Hình 12. Đường truyeăn dữ lieơu từ maịt đât đên các veơ tinh.
3.1.2.3. Giại đoán ạnh vieên thám
Bạng 5. Các phương pháp giại đoán ạnh vieên thám
Phương pháp Ưu đieơm Nhược đieơm
Con người(Giại đoán baĩng maĩt)
Có theơ khai thác được các tri thức chuyeđn gia và kinh nghieơm
Phađn tích các thođng tin phađn bô khođng gian
Tôn kém thời gian
Kêt quạ khođng đoăng nhât
Máy tính(Xử lý ạnh sô)
Thời gian xử lý ngaĩn. Naíng suât cao.
Có theơ đo được các đaịc trưng tự nhieđn hoaịc các chư sô.
Khó có theơ kêt hợp được các trí thức và kinh nghieơm con người.
Kêt quạ phađn tích các kém.
Thođng tin sau khi giại đoán được chuyeơn leđn moơt bạn đoă neăn được chuaơn bị trước ta sẽ táo neđn bạn đoă chuyeđn đeă .
3.1.3. Trieơn vĩng phát trieơn ứng dúng GIS và RS trong lĩnh vực quy hốch sử dúng đât và mođi trường
- Vieơc sử dúng kêt hợp Vieên thám và GIS cho nhieău múc đích khác nhau đã trở neđn rât phoơ biên tređn toàn thê giới trong khoạng 30 naím trở lái đađy. GIS baĩt đaău được xađy dựng ở Canada từ những naím 60 cụa thê kỷ 20 và đã được ứng dúng ở rât nhieău lĩnh vực khác nhau tređn thê giới. Sau khi veơ tinh quan sát trái đât Landsat đaău tieđn được phóng vào naím 1972, các dữ lieơu vieên thám được xem là nguoăn thođng tin đaău vào quan trĩng cụa GIS nhờ những tiên boơ veă kỹ thuaơt cụa nó. Ngày nay, Trái đât được nghieđn cứu thođng qua moơt dại quang phoơ roơng với nhieău bước sóng khác nhau từ dại sóng nhìn thây được đên dại sóng hoăng ngối nhieơt. Các thê heơ veơ tinh mới được boơ sung theđm các tính naíng quan sát Trái đât
tôt hơn với quy mođ khođng gian khác nhau. Veơ tinh vieên thám (SRS) đã được dùng phoơ biên đeơ cung câp thođng tin veă tài nguyeđn đât đai. Có moơt lượng lớn các heơ thông SRS đang hốt đoơng và được đeă xuât như LANDSAT,SPOT,MOSS,NOAA, MODIS,TERRA, RADARSAT…moêi moơt heơ thông có đoơ phađn giại khođng gian và quang phoơ khác nhau có khoạng 26 dại taăn đeơ lựa chĩn. Đoơ phađn giại khođng gian từ 5m đên 1km. Veơ tinh cung câp moơt lượng thođng tin khoơng loă và phong phú veă các phạn ứng quang phoơ cụa các hợp phaăn cụa Trái đât như: đât, nước, thực vaơt. Chính các phạn ứng này sau đó sẽ phạn ánh bạn chât sinh lý cụa trái đât và các hieơn tượng dieên ra trong tự nhieđn bao goăm cạ các hốt đoơng cụa con người. Chụ đeă phát trieơn chính cụa vieên thám trong moơt thời gian dài chính là mođi trường và taăm quan trĩng cụa nó trong lĩnh vực này đã taíng leđn nhanh chóng trong moơt vài naím gaăn đađy( Askne, 1995). Trong khi đó múc tieđu chính cụa vieơc sử dúng GIS là táo những giá trị mới cho các thođng tin hieơn có thođng qua phađn tích khođng gian, thời gian hoaịc mođ hình hoá các dữ lieơu có tố đoơ nhờ khạ naíng phađn tích khođng gian, thời gian và mođ hình hoá. GIS cho phép táo ra những thođng tin có giá trị gia taíng cho các thođng tin được chiêt xuât từ dữ lieơu veơ tinh ( Brrough và coơng sự, 1998).
veă sử dúng, quạn lý tài nguyeđn thieđn nhieđn và mođi trường. Do vaơy cođng ngheơ GIS có theơ xem là “cođng ngheơ đi đaău”trong vieơc quy hốch sử dúng tài nguyeđn và hốch định chính sách phát trieơn.
- Đôi với quy hốch sử dúng đât, HTTTĐL là moơt cođng cú có sức tieăm tàng. Vieơc sử dúng các heơ thông thođng tin địa lý và cođng ngheơ thođng tin khođng gian trong vieơc quy hốch đã ngày càng trở neđn quan trĩng, đaịt bieơt có giá trị đôi với cođng ngheơ phađn tích khođng gian và trình bày các kêt quạ tređn bạn đoă. Các cođng ngheơ HGTTTĐL cho phép phađn tích, dự báo sử dúng đât thích hợp và thiêt laơp các dáng mođ hình phát trieơn khác nhau. Khi áp dúng vào các kê hốch và các chính sách, HTTTĐL cũng có theơ sử dúng đeơ kieơm nghieơm các kịch bạn và dự báo các tác đoơng tích luỹ cụa phát trieơn. Cú theơ như choăng ghép các lớp thođng tin bạn đoă hieơn tráng sử dúng đât với các bạn đoă thoơ nhưỡng, thuỷ vaín, địa hình, giao thođng, dađn cư đeơ táo ra moơt lớp bạn đoă quy hốch sử dúng đât, quá trình choăng ghép các lớp thođng tin bạn đoă dựa tređn các phép toán sô hĩc, các thođng tin chiêt xuât được thiêt laơp tređn moêi giá trị cụa các lớp dữ lieơu và vị trí tương ứng từ các lớp dữ lieơu khác ( Aronoff, 1989). Quy hốch sử dúng đât dựa tređn những yêu tô tác đoơng đên các lối hình sử dúng đât như:
+ Đieău kieơn tự nhieđn
+ Đieău kieơn kinh tê - xã hoơi
+ Chính sách đaău tư phát trieơn kinh tê - xã hoơi + Cơ sở há taăng giao thođng( đường boơ, đường thuỷ)
Định hướng quy hốch sử dúng đât, sự thay đoơi khođng gian, bạn chât cụa các đôi tượng sử dúng đât được xem xét và phađn tích dựa tređn môi quan heơ giữa các yêu tô tređn( C.D. Tomlin, K.M. Jonston 1988).
3.2. Cở sở khoa hĩc cụa RS và GIS trong quy hốch sử dúng đât 3.2.1. RS
-Phạn xá phoơ cụa thực phụ, đât và nước:
Maĩt người cạm nhaơn thực phụ xanh tươi như màu green do sự hâp thú rât cao cụa naíng lượng blue và red bởi lá cađy và phạn chiêu cao cụa naíng lượng green. Nêu cađy bị quây rôi dăn đên ngaín cạn sự phát trieơn cụa cađy, nó có theơ suy giạm hoaịc ngừng sạn suât chlorophyl. Kêt quạ là kém hâp thú cholophyll trong vùng bước sóng blua và red. Thường thường phạn chiêu red gia taíng tới mođt đieơm mà chúng ta nhìn thây lá cađy trở neđn yellow( phôi hợp giữa green và red). Phạn chiêu cao trong trong dãy bước sóng 0.7 – 1.3 um kêt quạ do câu trúc noơi cụa lá cađy. Bởi vì câu trúc biên đoơi giữa các chụng lối cađy, đo lường sự phạn chiêu trong dãy này cho phép chúng ta phađn bieơt các chụng lối cađy.
Moơt sô yêu tô ạnh hưởng phạn xá phoơ cụa đât là đoơ aơm, câu trúc đât, đoơ nhâp nhođ beă maịt, hieơn dieơn cụa oxide, thành phaăn hữu cơ. Những yêu tô này phức táp, thay đoơi và có môi lieđn heơ với nhau. Thí dú sự hieơn dieơn cụa đoơ aơm đât sẽ làm giạm sự phạn chiêu, hieơn dieơn cụa Iron oxide trong đât sẽ làm giạm đáng keơ sự phạn chiêu, ít nhât là ở bước sóng khạ kiên.
Đường cong phạn xá phoơ cụa nước có đaịc tính đaịc trưng là hâp thú naíng lượng mánh tái các bước sóng hoăng ngối gaăn. Định vị trí và theơ hieơn vaơt theơ nước với dữ lieơu vieên thám được thực hieơn moơt cách deê dàng trong bước sóng hoăng ngối gaăn do đaịc tính hâp thú này. Tuy nhieđn, nhưng đieău kieơn khác nhau cụa khôi nước theơ hieơn qua bước sóng khạ kiên. Naíng lượng tương tác ở những
dúng trong xử lý ạnh vieên thám. MLC được xađy dựng dựa tređn cơ sở giạ thuyêt hàm maơt đoơ xác suât tuađn theo quy luaơt phađn bô chuaơn. Moêi pixel được tính xác suât thuoơc vào moơt lối nào đó và được chư định gán teđn lối mà xác suât thuoơc vào lối đó là lớn nhât.
Phương pháp phađn lối MLC dựa tređn thuaơt toán phađn lối tôi ưu xét theo quan đieơm lý thuyêt xác suât. Tuy nhieđn khi sử dúng caăn chú ý moơt sô đieơm sau:
Sô lượng lây mău thực địa phại đụ lớn ứng với từng lối đeơ các giá trị trung bình cũng như ma traơn phương sai- hieơp phương sai tính cho moơt lối nào đó có giá trị đúng với thực tê.
Ma traơn nghịch đạo cụa ma traơn phương sai- hieơp phương sai sẽ khođng oơn định trong trường hợp có tương quan cao giũa các keđnh phoơ gaăn nhau.
MLC phađn lối tôi ưu tređn cơ sở giạ thuyêt hàm maơt đoơ xác suât tuađn theo luaơt phađn bô chuaơn. Trong trường hợp hàm phađn bô cụa dữ lieơu ạnh khođng tuađn theo luaơt phađn bô chuaơn Gauss thì khođng neđn sử dúng phương pháp này.