5 Đất có mặt n−ớc nuôi trồng thuỷ sản
4.1.3. Cơ sở dữ liệu bản đồ
Cơ sở dữ liệu bản đồ là một tập hợp số liệu đ−ợc lựa chọn và phân chia bởi ng−ời sử dụng. Đó là một nhóm các bản ghi và các file số liệu đ−ợc l−u trữ trong một số tổ cấu trúc. Nhờ phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu ng−ời ta có thể sử dụng dữ liệu cho các mục đích tính toán, phân tích, tổng hợp, khôi phục dữ liệu ...
Dữ liệu bản đồ là những mô tả theo ph−ơng pháp số các hình ảnh của bản đồ, chúng gồm toạ độ các điểm, quy luật (cấu trúc) và kí hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể. Qua phần mềm điều hành có thể tạo ra hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc in ra giấỵ
Trong bản đồ số nói chung, các dữ liệu đ−ợc phân ra làm hai loại là dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính.
• Dữ liệu không gian:
Đây là loại dữ liệu thể hiện chính xác vị trí trong không gian thực của đối t−ợng và quan hệ giữa các đối t−ợng qua mô tả hình học và mô tả không gian. Các dữ liệu không gian thể hiện các đối t−ợng bản đồ qua ba yếu tố hình học cơ bản là điểm, đ−ờng, vùng. Các đối t−ợng không gian cần đ−ợc ghi nhận vị trí trong không gian bản đồ, mối quan hệ của nó với các đối t−ợng xung quanh và một số thuộc tính có liên quan để mô tả đối t−ợng. Thông tin vị trí các đối t−ợng bản đồ luôn đi kèm theo các thông tin về quan hệ không gian, nó đ−ợc thể hiện qua ba kiểu quan hệ: Liên thông nhau, kề nhau, nằm trong hoặc bao nhaụ
• Dữ liệu thuộc tính:
Dữ liệu này còn đ−ợc gọi là dữ liệu phi không gian, đó là dữ liệu thể hiện các thông tin về đặc điểm cần có của các yếu tố bản đồ. Tuy nhiên, chúng ta cần phân biệt hai loại thuộc tính:
- Thuộc tính định l−ợng bao gồm: Kích th−ớc, diện tích, độ nghiêng... - Thuộc tính định tính bao gồm: Phân lớp, kiểu, màu sắc, tên...
Thông th−ờng các thuộc tính đ−ợc thể hiện bằng các mã l−u trữ trong bảng hai chiềụ Tuỳ theo đặc điểm chuyên đề và thuộc tính của nó mà các đối t−ợng đ−ợc xếp vào các lớp khác nhaụ
Dữ liệu bản đồ số có thể đ−ợc l−u trữ d−ới hai dạng đó là dạng vector và dạng raster. Mỗi dạng dữ liệu có những đặc tr−ng riêng và có −u thế sử dụng trong các tr−ờng hợp khác nhaụ
• Dạng dữ liệu vector:
Yếu tố đ−ờng nét là quan trọng cần thể hiện trên các loại bản đồ. Trong bản đồ số, các đối t−ợng loại này đ−ợc thể hiện bằng loại dữ liệu vector. Nh− chúng ta đã biết vector là đại l−ợng biến thiên có độ dài và có h−ớng t−ơng ứng. Một vector đ−ợc xác định trong không gian nếu biết toạ độ điểm đầu và điểm cuối của nó. Nh− vậy các đối t−ợng bản đồ đều có thể xác địnhvà mô tả qua dạng dữ liệu vector:
Điểm là yếu tố hình học cơ bản, cần ghi nhận, l−u trữ và quản lý số hiệu điểm cùng toạ độ của nó trong hệ toạ độ đã chọn.
Đoạn thẳng, đ−ờng thẳng là yếu tố hình học nối hai điểm, cần quản lý hai điểm đầu, cuối của nó và nh− thế đã quản lý một vector.
Đ−ờng gấp khúc là tập hợp các đoạn thẳng nối tiếp nhau, cần l−u trữ, quản lý một dãy điển t−ơng ứng gồm tên điểm và toạ độ của chúng. Đ−ờng cong trơn đ−ợc chia nhỏ (rời rạc hoá) tới mức có thể coi là đ−ờng gấp khúc để quản lý.
Vùng hay thửa là một miền đ−ợc giới hạn bởi một đ−ờng bao khép kín (đ−ờng gấp khúc có điểm đầu và điểm cuối trùng nhau). Ta chỉ cần xác định và quản lý vị trí đ−ờng bao cùng diện tích và các thuộc tính của chúng.
Nh− vậy, các đối t−ợng trong không gian đ−ợc mô tả bằng dạng dữ liệu vector thông qua số hiệu và toạ độ các điểm nút, các cạnh, các vùng cùng quan hệ giữa chúng với nhaụ
• Dạng dữ liệu raster
Dữ liệu raster là kết quả biểu diễn rời rạc hoá các thông tin hình ảnh trên mặt phẳng thành dạng l−ới các ô vuông. Các phần tử của l−ới ô vuông có kích th−ớc rất nhỏ chứa các thông tin về độ xám, đó là Picture elementshayPixel. Kích th−ớc của pixel càng nhỏ thì độ phân giải càng cao và l−ợng thông tin phải ghi nhận càng nhiềụ
Việc raster hoá các tấm ảnh hàng không hoặc các tờ bản đồ đ−ợc thực hiện nhờ các máy quét (Scanner). Máy quét ảnh theo các dòng song song tạo ra các ô l−ới theo hàng và cột bắt đầu từ góc trên trái của tấm ảnh. Vị trí của các pixel đ−ợc xác định thông qua toạ độ phẳng x, ỵ Nếu biết kích th−ớc pixel là ghi nhận đ−ợc số hàng và số cột của nó thì sẽ tính ra đ−ợc toạ độ tâm pixel.
Nh− vậy, bằng cách rời rạc hoá thông tin ảnh liên tục thành các yếu tố ảnh cơ bản pixel và ghi nhận vị trí của chúng cùng các thông tin thuộc tính đ−ợc mã hoá, khi đó ảnh hoặc bản đồ đã đ−ợc thể hiện và l−u trữ d−ới dạng số raster.
• Chuyển đổi dạng dữ liệu raster và vector
Dữ liệu dạng raster có −u điểm là cấu trúc đơn giản, đồng nhất, ghi nhận nhanh qua máy quét, sử dụng thiết bị đơn giản để nhập thông tin, dễ kết hợp với thiết bị đầu ra nh− màn hình, máy in phun. Nó có nh−ợc điểm là khối l−ợng thông tin rất lớn, khó suy giải, tính toán và độ chính xác thấp.
Dạng dữ liệu vector có −u điểm là khá đơn giản trong quản lý, có thể sử dụng các thiết bị đơn giản để nhập số liệu, tốn ít bộ nhớ khi l−u trữ, dễ xử lý, dễ tính toán chuyển đổi, độ chính xác caọ Nh−ợc điểm của dạng dữ liệu này là cấu trúc dữ liệu phức tạp, truy cập tốn nhiều thời gian.
Để tận dụng những −u điểm của hai dạng dữ liệu raster và vector, nhằm đạt hiệu quả cao trong quá trình thu thập, l−u trữ và xử lý thông tin, ng−ời ta có thể
chuyển đổi lẫn nhau giữa hai dạng dữ liệu nàỵ Việc chuyển đổi từ dạng vector sang dạng raster chỉ xảy ra trong một số ít tr−ờng hợp vì trong phép chuyển đổi này sẽ làm mất thông tin toạ độ thực. Phép chuyển đổi dữ liệu raster thành vector th−ờng xuyên đ−ợc ứng dụng trong thực tế. Khi ở dạng raster các đ−ờng th−ờng có độ dày chiếm một số pixel. B−ớc đầu tiên là làm mỏng các đ−ờng thành băng mỏng một pixel, sau đó chuyển băng mỏng một pixel thành chuỗi các vector nối các điểm nút. Việc chuyển đổi này th−ờng đ−ợc gọi là "vector hoá".
Trong đề tài, số liệu đầu vào là các bản đồ, cho nên chúng tôi tiến hành quét bản đồ bằng máy Scanner tạo ra các file ảnh và dùng phép chuyển đổi dữ liệu từ dạng raster sang dạng vector thông qua quá trình số hoá bản đồ.
• Cấu trúc dữ liệu bản đồ số
Một cơ sở dữ liệu quản lý một khối l−ợng thông tin rất lớn, các dữ liệu đ−ợc ghi nhớ trong nhiều tệp tin khác nhaụ Muốn truy cập các thông tin nhanh chóng, chính xác cần phải tổ chức, liên kết chúng một cách khoa học, đó chính là "cấu trúc dữ liệu". Mỗi phần mềm quản lý th−ờng ghi nhớ các tệp tin trong một tệp theo thứ tự hoặc chỉ số nhận dạng.
Hiện nay các cơ sở dữ liệu sử dụng 3 loại cấu trúc là: cấu trúc phân cấp, cấu trúc quan hệ và cấu trúc mạng. Tuy nhiên, trong bản đồ số địa chính ng−ời ta th−ờng dùng cấu trúc quan hệ.
Trong cấu trúc quan hệ, các tệp tin th−ờng đ−ợc ghi nhận trong các bảng hai chiềụ Ngoài việc truy cập theo trình tự phân cấp, còn có thể tìm kiếm dữ liệu thông qua mối quan hệ trực tiếp giữa các tệp nhờ các chỉ số nhận dạng. Loại cấu trúc này giảm bớt một số thông tin ghi trùng lặp, dễ truy cập, bổ sung, chỉnh sửa dữ liệụ