GIS bao gồm cỏc hợp phần cơ bản như sau: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, người ủiều hành, phương phỏp (hỡnh 2.8).
Hỡnh 2.8 Cỏc thành phần của GIS
2.2.2.1 Phần cứng
Phần cứng của một hệ GIS gồm mỏy vi tớnh, cấu hỡnh và mạng cụng việc của mỏy tớnh, cỏc thiết bị ngoại vi nhập xuất dữ liệu và lưu trữ dữ liệu. Cỏc mỏy tớnh cú thể làm việc ủộc lập hoặc cú thể ủược ủặt vào một mạng liờn kết. Cỏc thiết bị nhập dữ liệu như bàn số húa hoặc mỏy quột dựng ủể chọn lọc cỏc ủặc tớnh ủịa lý từ một bản ủồ hay ảnh nguồn vào hệ thống mỏy tớnh dưới
dạng dữ liệu số vectơ hay ma trận dạng lưới.
Bộ phận ủiều khiển trung tõm (CPU) ủược nối với bộ phận lưu trữ (diskdrive) làm nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu và chương trỡnh mỏy tớnh. Cỏc thiết bị ngoại vi khỏc như mỏy in, mỏy vẽ (plotter) thường ủược dựng ủể trỡnh bày, hiển thị và in cỏc dữ liệu kết quả ủó ủược xử lý. Cỏc ổ ủĩa DVD, CD, modem ủược sử dụng ủồng thời trong việc lưu trữ cỏc dữ liệu ủầu vào và ra của hệ thống hay ủúng vai trũ chuyển dữ liệu giữa cỏc hệ thống thụng tin với nhau. Người sử dụng cú thể thể hiện dữ liệu như bản ủồ trờn màn hỡnh từ mỏy tớnh và cỏc thiết bị ngoại vi như mỏy quột, mỏy in.[6]
2.2.2.2 Phần mềm
Một hệ thống phần mềm xử lý GIS yờu cầu phải cú hai chức năng sau: tự ủộng hoỏ bản ủồ và quản lý cơ sở dữ liệu. Sự phỏt triển kỹ thuật GIS hiện ủại liờn quan ủến sự phỏt triển của hai hợp phần này.
- Tự ủộng hoỏ bản ủồ: bản ủồ học là mụn khoa học, nghệ thuật và kỹ thuật thành lập bản ủồ. Do ủú, tự ủộng hoỏ bản ủồ là thành lập bản ủồ với sự trợ giỳp của mỏy tớnh. Bản ủồ là sự thể hiện bằng ủồ họa của mối quan hệ khụng gian và cỏc hỡnh dạng và mỗi một bản ủồ là sự mụ hỡnh hoỏ thực tế theo những tỷ lệ nhất ủịnh. Mụ hỡnh ủú yờu cầu biến ủổi cỏc số liệu ghi bản
ủồ thành bản ủồ và gồm cỏc cụng ủoạn sau: Lựa chọn, phõn loại, làm ủơn
giản húa và tạo mẫu ký tự.
Cỏc phần mềm tiện ớch thụng qua mỏy tớnh trợ giỳp cho việc thành lập bản ủồ trờn nhiều phương diện như sau:
Trước hết, bản ủồ trong mỏy tớnh là dạng số nờn dễ dàng chỉnh sửa và việc chỉnh lý ủú tốn ớt cụng sức hơn so với việc khụng cú sự trợ giỳp của mỏy tớnh. Mặc dự việc số húa cú thể dẫn ủến nhiều lỗi và làm giảm ủộ chớnh xỏc, song cỏc lỗi ủú cú thể sửa dễ dàng nếu phỏt hiện ủược. Khi ủú, bản ủồ sẽ ủược hoàn thiện và lượng thụng tin sẽ ủược nõng lờn. ðặc biệt, việc bổ sung thụng tin cho bản ủồ cũng dễ dàng thực hiện ủược.
Thứ hai, quỏ trỡnh tạo chỳ giải và cỏc chỉ dẫn lờn bản ủồ ủược thao tỏc với tốc ủộ nhanh nờn giỏ thành thấp. Việc lựa chọn, phõn loại và làm ủơn giản húa cỏc ủặc ủiểm bản ủồ cũng ủược thực hiện một cỏch khoa học. Quỏ trỡnh thiết kế và khỏi quỏt húa bản ủồ cũng ủược lập trỡnh và tạo nờn cỏc chức năng cụ thể của phần mềm. Kết quả như mong muốn cú thể ủạt
ủược bởi nhiều cỏn bộ bản ủồ hoặc do chớnh một cỏn bộ bản ủồ làm trong
nhiều thời gian khỏc nhau.
Thứ ba, thiết kế bản ủồ cú thể ủược hoàn thiện hơn qua việc thử và chỉnh sửa lỗi. Kớch thước, hỡnh dạng hoặc vị trớ của chữ hoặc ký hiệu trờn bản ủồ cú thể dễ dàng ủược thay ủổi và ủưa về vị trớ chớnh xỏc như mong muốn.
- Quản lý dữ liệu: GIS phải cú khả năng ủiều khiển cỏc dạng khỏc nhau của dữ liệu ủịa lý ủồng thời cú thể quản lý hiệu quả một khối lượng lớn dữ liệu với một trật tự rừ ràng. Một yếu tố rất quan trọng của phần mềm GIS là cho khả năng liờn kết hệ thống giữa việc tự ủộng húa bản ủồ và quản lý cơ sở dữ liệu. Cỏc tài liệu mụ tả cho một vị trớ bất kỳ, cú thể liờn hệ một cỏch hệ thống với vị trớ khụng gian của chỳng. Sự liờn kết ủú là một ưu thế nổi bật của việc vận hành GIS:
Thứ nhất: cỏc tài liệu liệu thuộc tớnh nhất thiết phải ủược thể hiện trờn những chi tiết của bản ủồ. Vớ dụ số liệu về dõn số của một thành phố cũng ủược gọi ra một cỏch tự ủộng mà khụng cần phải cú một sự tra cứu nào khỏc. ðối với bản ủồ học thỡ cụng việc tra cứu thường phải làm ủộc lập, khụng thực hiện tự ủộng ủược. Ngoài ra việc bổ sung số liệu cũng ủũi hỏi phải ủược cập nhật thường xuyờn nờn chỉ GIS mới cú thể ủỏp ứng ủược ủầy ủủ.
Thứ hai: sự thay ủổi về những chi tiết bản ủồ nhất thiết phải phự hợp với sự thay ủổi về tự nhiờn thuộc tớnh. Vớ dụ, sự thay ủổi về diện tớch ủụ thị về số liệu phải tương xứng với sự thay ủổi về ủường ranh giới thành phố. Khi thay ủổi ranh giới thỡ số liệu tớnh toỏn về diện tớch cũng tự ủộng ủược thay ủổi. [4]
2.2.2.3 Dữ liệu
GIS phải bao gồm một cơ sở dữ liệu chứa cỏc thụng tin khụng gian và cỏc thụng tin thuộc tớnh liờn kết chặt chẽ với nhau và ủược tổ chức theo một ý
ủồ chuyờn ngành nhất ủịnh. Cỏc dữ liệu ủịa lý và dữ liệu thuộc tớnh liờn quan
cú thể ủược người sử dụng tự tập hợp hoặc ủược mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu khụng gian với cỏc nguồn dữ liệu
khỏc, thậm chớ cú thể sử dụng DBMS (database management system) ủể tổ
chức lưu giữ và quản lý dữ liệu.
2.2.2.4 Người ủiều hành
GIS là một hệ thống tổng hợp của nhiều cụng việc kỹ thuật, do ủú ủũi hỏi người ủiều hành phải ủược ủào tạo và cú kinh nghiệm trong nhiều lĩnh vực. Người ủiều hành là một phần khụng thể thiếu ủược của GIS. Hơn nữa sự phỏt triển khụng ngừng của cỏc kỹ thuật phần cứng và phần mềm ủũi hỏi người ủiều hành phải luụn ủược ủào tạo. Những yờu cầu cơ bản về người ủiều hành bao gồm cỏc vấn ủề sau:
Cú kiến thức cơ bản về ủịa lý, bản ủồ, mỏy tớnh và cụng nghệ thụng tin: - Việc ủào tạo cơ bản về ủịa lý cung cấp khả năng khai thỏc cỏc ủặc
ủiểm khụng gian và cỏc quỏ trỡnh khụng gian, ủồng thời phỏt hiện ủược mối
quan hệ khụng gian giữa cỏc hợp phần.
- Bản ủồ học cung cấp cỏc hiểu biết về thiết kế bản ủồ, lập bản ủồ (vớ dụ: Lưới chiếu bản ủồ, hệ thống tọa ủộ, cỏc mẫu ký tự trờn bản ủồ và cỏc kỹ thuật in ấn).
- Khoa học về mỏy tớnh và thụng tin cung cấp cỏc kiến thức cơ bản về phần cứng mỏy tớnh và vận hành thụng thạo cỏc chương trỡnh liờn kết phần cứng.
- Cú kinh nghiệm trong việc sử dụng cỏc phần mềm GIS: việc ủào tạo cỏc phần mềm chủ yếu thường tập trung vào việc xử lý GIS, lập trỡnh cơ bản, quản lý cơ sở dữ liệu và một số cụng việc khỏc cú liờn quan ủến tớch hợp thụng tin.
- Cú hiểu biết nhuần nhuyễn về dữ liệu: hiểu về nguồn dữ liệu, nội dung và ủộ chớnh xỏc của dữ liệu, tỷ lệ bản ủồ nguyờn thủy và cỏc số liệu ủo ủạc của tập dữ liệu, cấu trỳc của dữ liệu.
- Cú khả năng phõn tớch khụng gian. Yờu cầu ủược ủào tạo về cỏc phương phỏp xử lý thống kờ và xử lý ủịnh tớnh trong ủịa lý, việc ủào tạo cho người xử lý cú thể lựa chọn phương phỏp tốt nhất ủể phõn tớch và ỏp dụng nhằm ủưa ra kết quả tốt nhất.
Cỏc yờu cầu trờn là cần thiết ủối với người ủiều hành GIS. Cỏc huấn luyện chi tiết sẽ tựy thuộc nội dung và mục tiờu cũng như khả năng của mỏy tớnh và phần mềm ủể lựa chọn những chương trỡnh ủào tạo thớch hợp.
2.2.2.5 Phương phỏp
GIS là một loại hệ thống thụng tin ủặc biệt nờn tựy từng mục ủớch và
hoàn cảnh ứng dụng cụ thể mà lựa chọn và thiết kế hệ thống cho phự hợp.
Muốn một hệ GIS hoạt ủộng cú hiệu quả ủũi hỏi phải cú sự phối hợp tốt giữa
cỏc nhà quản lý, khoa học chuyờn mụn và cỏc kỹ sư thiết kế xõy dựng hệ
thống. Xõy dựng một hệ GIS ủơn giản hay hiện ủại là tựy thuộc vào hoàn
cảnh cụ thể của mục ủớch và yờu cầu cung cấp thụng tin cho cỏc lĩnh vực
chuyờn mụn. Một dự ỏn GIS chỉ thành cụng khi nú ủược quản lý tốt và người sử dụng hệ thống phải cú kỹ năng tốt, nghĩa là phải cú sự phối hợp tốt giữa cụng tỏc quản lý và cụng nghệ GIS.