5.1Tổng quan về Hệ thống thông tin địa lý –GIS
5.1.1 Khái niệm về công nghệ GIS.
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic information system – GIS) là hệ thống có chức năng thu thập, lưu trữ, phân tích và quản lý dữ liệu và các thuộc tính về không gian trái đất.
GIS là tập hợp của phần cứng máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lý, qui trình, tổ chức và các thủ tục người sử dụng nhằm trợ giúp việc thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích của con người đặt ra. Đặc biệt hệ thống thông tin Địa lý kết hợp với các dữ liệu nhận được từ GPS đã mang lại rất nhiều ứng dụng hữu ích cho các lĩnh vực: giao thông, thủy lợi, lâm nghiệp, thuỷ sản… đặc biệt là trong bài toán quản lý định vị các phương tiện giao thông.
5.1.1.1 Phần cứng:
Phần cứng bao gồm hệ thống máy tính và các thiết bị nhập, xuất, lưu trữ dữ liệu. Trong đó, hệ thống máy tính gồm có 1 máy hoặc nhiều máy được kết nối thành một hệ thống mạng; các thiết bị ngoại vi để nhập, xuất dữ liệu như máy digitizer, scanner, máy in, plotter, máy ghi đĩa quang hoặc CD, băng từ, và các thiết bị định vị khác, v.v... Nhân lực Quy trình Dữ liệu Phần cứng Tổ chức Phần mềm
5.1.1.3 Dữ liệu:
Dữ liệu bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian, được thu thập, lưu trữ theo một cấu trúc chuẩn, có thể liên thông trên mạng và được bảo quản theo một chế độ nhất định. Tại đây, có những bài toán đặt ra như mô hình cơ sở dữ liệu phục vụ các yêu cầu lưu trữ, truy xuất, hiển thị, công nghệ nhập dữ liệu, phân quyền sử dụng dữ liệu, an ninh dữ liệu trên mạng, tổ chức cơ sở dữ liệu phân tán hay tập trung, v.v... Cơ sở dữ liệu là một thành phần quan trọng trong các hệ thống thông tin địa lý phục vụ quản lý hành chánh nhà nước.
Cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý bao gồm hai phần chính là cơ sở dữ liệu nền và cơ sở dữ liệu chuyên ngành.
- Cơ sở dữ liệu nền bao gồm những lớp dữ liệu mà hệ thống thông tin địa lý chuyên ngành nào cũng sử dụng như dữ liệu về lưới tọa độ (tọa độ địa lý, tọa độ quốc gia), dữ liệu về giao thông, dữ liệu về thủy văn, dữ liệu về độ cao, dữ liệu về hành chánh, dữ liệu về giải thửa, v.v...
- Cơ sở dữ liệu chuyên ngành bao gồm dữ liệu của các yếu tố chuyên ngành được biểu diễn theo mô hình dữ liệu không gian và phi không gian liên kết. Có thể có cơ sở dữ liệu của các chuyên ngành như tài nguyên thiên nhiên, môi trường, sử dụng đất, cơ sở hạ tầng kỹ thuật, các chuyên ngành kinh tế xã hội. Khi thiết kế cơ sở dữ liệu chuyên ngành cần chú ý đến những quan hệ giữa các yếu tố đơn tính trong một chuyên ngành đồng thời những quan hệ của các yếu tố giữa các ngành với nhau. Đối với mỗi chuyên ngành, tùy theo mục tiêu của hệ thống thông tin địa lý, những qui trình xây dựng cơ sở dữ liệu được thiết kế khác nhau.
5.1.1.4 Quy trình:
Các qui trình xử lý tác nghiệp được nhà phân tích thiết kế hệ thống xác lập khi xây dựng hệ thống. Qui trình là một thành phần cần được quan tâm xây dựng trong tiến trình kiến tạo hệ thống thông tin địa lý, ít nhất cần có những qui trình nhập dữ liệu, qui trình lưu trữ, bảo quản dữ liệu, qui trình truy vấn dữ liệu, qui trình kết xuất - hiện thị dữ liệu.
5.1.1.5 Tổ chức:
Về tổ chức thì tùy theo mục đích và qui mô triển khai, hệ thống thông tin địa lý được tổ chức theo một cơ chế nhất định để phát huy tính hiệu quả của hệ nhằm đạt đến mục tiêu. Trong hệ thống thông tin địa lý, tổ chức giữ một vai trò rất quan trọng vì có
tổ chức, có qui chế thích hợp việc chia sẻ và bảo vệ tài nguyên thông tin, việc cập nhật dữ liệu mới được thực thi, hệ thống mới phát huy tính hiệu quả của nó.
Trong những hệ thống thông tin địa lý phục vụ quản lý hành chánh một địa phương, công việc khung (framework) giữ vai trò quan trọng trong việc tổ chức hệ thống sao cho có hiệu quả cao nhất.
5.1.1.6 Nhân lực:
Con người là yếu tố quyết định sự thành công trong tiến trình kiến tạo hệ thống và tính hữu hiệu của hệ thống trong tiến trình khai thác vận hành. Trong hệ thống thông tin địa lý, con người sẽ làm việc trên 3 vị trí cũng là 3 cấp có chức năng khác nhau: quản trị, kỹ thuật GIS, kỹ thuật chuyên ngành. Con người trong hệ thống thông tin địa lý phục vụ quản lý hành chánh nhà nước bao gồm những chuyên viên chuyên ngành trong các lãnh vực khác nhau có nhiệm vụ nhập dữ liệu chuyên ngành, khai thác hệ thống, xử lý dữ liệu bằng cách phân tích và tổng hợp dữ liệu của nhiều ngành để giải quyết những bài toán cụ thể của ngành mình, phục vụ công tác trợ giúp quyết định cho lãnh đạo trong ngành. Những chuyên viên công nghệ thông tin địa lý hỗ trợ các vấn đề về công nghệ của hệ thống, bảo đảm hệ thống hoạt động tốt về kỹ thuật và cập nhật công nghệ theo qui chế. Quản trị viên hệ thống thông tin địa lý là người quản lý, chịu trách nhiệm toàn bộ hệ thống, bảo đảm hệ thống hoạt động đúng qui chế, bảo đảm an toàn kỹ thuật và công nghệ.
* Các lĩnh vực ứng dụng GIS
- Môi trường: nhiều tổ chức môi trường trên thế giới cũng như nhiều quốc gia đã áp dụng GIS vào lĩnh vực môi trường. Với mức đơn giản của GIS được sử dụng để đánh giá hiện trạng môi trường các khu vực trên trái đất; phức tạp hơn, GIS dùng để mô hình hoá các tiến trình xói mòn đất, cảnh báo sự lan truyền ô nhiễm trong môi trường.
- Khí tượng thuỷ văn: trong lĩnh vực này GIS được dùng như hệ thống đáp ứng nhanh phục vụ phòng chống thiên tai lũ lụt, xác định tâm bão, dự đoán luồng chảy, xác định mức độ ngập lụt.
- Dịch vụ tài chính: các ứng dụng đặc trưng cho lĩnh vực này là: đánh giá và phân tích vị trí chi nhánh mới, quản lý tài sản, định hình nhân khẩu, tiếp thị, chính sách bảo hiểm, mô hình hoá và phân tích rủi ro cho các khu vực tài chính.
- Y tế: GIS được ứng dụng nhằm vạch ra lộ trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu, dựa trên cơ sở dữ liệu giao thông. Nó cũng được sử dụng như một công cụ nghiên cứu dịch bệnh, phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng.
- Quản lý địa phương: Các lãnh đạo chính quyền địa phương đua GIS vào quản lý quy hoạch công trình, tìm kiếm thửa đất, điều chỉnh ranh giới, bảo dưỡng các công trình công cộng, phân tích tội phạm, chỉ huy và quản lý lực lượng công an, cứu hoả.
- Giao thông: GIS được dùng trong việc lập kế hoạch và duy trì cơ sở hạ tầng. Tiếp nữa, GIS còn được ứng dụng để định vận tải hàng hoá, và hải đồ điện tử. - Ngoài các lĩnh vực trên, GIS còn được sử dụng trong các dịch vụ điện, nước,
gas, điện thoại, dịch vụ bán lẻ … và nhiều các ứng dụng khác.