Với cách tổ chức thông tin theo từng lớp đối tượng giúp cho việc xây dựng thành các khối thông tin độc lập cho các lớp bản đồ máy tính, dễ dàng thêm vào mảnh bản đồ các lớp thông tin mới hoặc xóa đi các lớp đối tượng không cần thiết.
Các đối tượng bản đồ chính mà trên cơ sở đó MapInfo sẽ quản lý, trừu tượng hóa các đối tương địa lý trong thế giới thực và thể hiện chúng thành các loại bản đồ khác nhau:
+ Đối tượng vùng (Region) - Thể hiện các đối tượng khép kín hình học và bao phủ một vùng diện tích nhất định. Chúng có thể là các polygons, ellipse, hình chữ nhật,…
Ví dụ: vùng lãnh thổ địa giới một xã,…
+ Đối tượng điểm (Point) - Thể hiện vị trí cụ thể của các đối tượng địa lý. Ví dụ: điểm trụ sở UBND xã,…
+ Đối tượng đường (Line) - Thể hiện các đối tượng không khép kín hình học. Chúng có thể là đường thẳng, các đường gấp khúc, các cung.
Ví dụ: đường phố, sông, suối,…
+ Đối tượng chữ (Text) - Thể hiện các đối tượng không phải là địa lý của bản đồ. Ví dụ: Tên trụ sở UBND xã,…
2.3.4. Số liệu không gian và phi không gian
Theo Võ Quang Minh (1999), một CSDL của hệ thống thông tin địa lý có thể chia ra làm hai loại số liệu cơ bản: số liệu không gian và phi không gian. Mỗi loại có
Phường Mỹ Xuyên
Lớp tên xã
Lớp trụ sở UBND xã Lớp đường địa giới Lớp vùng xã
những đặc điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả, xử lý và hiển thị.
2.3.4.1. Số liệu không gian
Số liệu không gian hay còn gọi là dữ liệu bản đồ được dùng diễn tả hình ảnh của thông tin bản đồ. Các dữ liệu này là những thông tin mô tả về đặc tính hình học của các đối tượng địa lý như hình dạng, kích thước, vị trí,…tồn tại trong thế giới thực của chúng. Thông thường phần số liệu không gian của hệ thống thông tin địa lý được quản lý ở dạng các lớp đối tượng, mỗi lớp chứa các hình ảnh bản đồ liên quan đến một chức năng, ứng dụng cụ thể. Việc phân tách các lớp là dựa trên cơ sở của mối liên quan logic và mô tả đồ họa của tập hợp các hình ảnh bản đồ.
Ví dụ: Lớp thông tin về đường địa giới các xã, lớp thông tin về vùng lãnh thổ xã, lớp thông tin về tên địa danh xã,…
Do vậy, ta có thể hiểu số liệu không gian là những mô tả số của hình ảnh bản đồ, chúng bao gồm tọa độ, các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể trên tờ bản đồ. Hệ thống thông tin địa lý dùng các số liệu không gian để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình máy tính hoặc trên giấy thông qua các thiết bị ngoại vi.
2.3.4.2. Số liệu phi không gian
Số liệu phi không gian hay còn gọi là số liệu thuộc tính là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định.
Ví dụ: Quan hệ một - một. Mỗi một đối tượng hình học gắn với một mẫu tin thuộc tính của đối tượng.
Số liệu về hiện tượng, miêu tả những thông tin liên quan đến các đối tượng địa lý.
2.3.5. Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và phi không gian
Theo Nguyễn Thế Thận và Trần Công Yên (2000), một đặc điểm khác biệt của thông tin trong GIS so với các thông tin trong hệ đồ họa máy tính là sự liên kết chặt chẽ không thể tách rời giữa các thông tin và các đối tượng bản đồ thông qua bộ xác định. Các bộ xác định có thể đơn giản là một số duy nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc các chỉ báo địa lý hay số liệu xác định vị trí lưu trữ chúng. Bộ xác định cho một thực thể có thể chứa tọa độ phân bố
của nó, số liệu mảnh bản đồ, mô tả khu vực hoặc con trỏ đến vị trí lưu trữ của số liệu liên quan. Bộ xác định được lưu trữ cùng với các mẫu tin tọa độ hoặc mô tả số khác của các hình ảnh không gian và cùng với các mẫu tin số liệu thuộc tính liên quan.
Sự liên kết giữa hai loại thông tin cơ bản trong cơ sở dữ liệu GIS có thể thể hiện theo sơ đồ sau:
Thông tin bản đồ Thông tin thuộc tính Hình 6: Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và phi không gian
2.4. Giới thiệu phần mềm MapBasic
2.4.1 Định nghĩa
Theo Nguyễn Thế Thận và Trần Công Yên (2000), MapBasic là ngôn ngữ lập trình chạy trong môi trường Mapinfo. Nó là một phần mềm hệ thông tin bản đồ cho phép chúng ta thương mại hoá và tự động hoá Mapinfo.
2.4.2. Khả năng ứng dụng MapBasic
Khả năng ứng dụng của Mapbasic là thường được dùng để giúp cho người dùng tiết kiệm thời gian tiện lợi cho việc sử dụng. Ví dụ, một người dùng Mapinfo để xây dựng hệ thống lưới toạ độ (theo kinh độ và vĩ độ) khi tạo ra bản đồ. Nếu vẽ bằng tay sẽ mất nhiều
ID (mã) TÍNH CHẤT 1 TÍNH CHẤT 2 TÍNH CHẤT 3 1 X X X 2 X X X 3 X X X 1 2 3
thời gian, công sức và không chính xác vì mỗi đường trong lưới cần vẽ được với độ chính xác về kinh độ và vĩ độ. Tuy nhiên một ứng dụng của Mapbasic có thể làm việc đó rất dễ mà nhanh chóng, chính xác.
Chúng ta có thể hiển thị những yêu cầu về cơ sở dữ liệu với một cấu trúc Mapbasic đơn giản. Ví dụ, bằng cách dùng lệnh Select (được mô phỏng trong ngôn ngữ chuẩn SQL), ta có thể hỏi về dữ liệu, ứng dụng một phép lọc để đưa ra màn hình bất kỳ những bảng ghi nào mong muốn, sắp xếp và tổng hợp các kết quả theo yêu cầu, chúng ta có thể thực hiện tất cả những công việc đó với cấu trúc lệnh của Mapbasic. Sử dụng cấu trúc của Mapbasic ta có thể chọn và cập nhật (Select and Update) số liệu thông qua Code (Mã) các ngôn ngữ lập trình khác. (Nguyễn Thế Thận, Trần Công Yên, 2000).
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Vật liệu
3.1.1. Dữ liệu hình học
Bản đồ giấy tỷ lệ 1/20000 của khu vực hành chính TP. Long Xuyên.
3.1.2. Dữ liệu phi hình học
- Báo cáo về dân số của TP. Long Xuyên (2001-2004).
- Số liệu tổng hợp về dân số trong niên giám thống kê của TP. Long Xuyên (2001- 2004).
3.1.3. Phương tiện
- Máy vi tính.
- Máy in: in giao diện hoàn chỉnh trên bản đồ và thông tin cần thiết ra giấy. - Máy quét ảnh Scanner (khổ quét A4).
- Đĩa mềm, đĩa CD.
- Phần mềm MapInfo Professional 7.5 SCP. - Phần mềm hỗ trợ lập trình MapBasic 5.5. - Phần mềm: Excel, Word.
3.2.Phương pháp
3.2.1. Phương pháp thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu dân số
Quá trình thiết kế và xây dựng cấu trúc cơ sở dữ liệu dân số được thực hiện theo các bước sau:
- Thu thập số liệu thứ cấp. - Xử lý số liệu.
- Tạo cấu trúc cơ sở dữ liệu. - Nhập số liệu.
Nguồn số liệu và thông tin về dân số của TP. Long Xuyên được cấp tại Phòng dân số và kế hoạch hoá gia đình TP. Long Xuyên và Phòng thống kê TP. Long Xuyên.
3.2.1.2. Xử lý số liệu
- Lọc và loại bỏ thông tin không cần thiết. - Sắp xếp thông tin.
3.2.1.3. Tạo cấu trúc cơ sở dữ liệu
Nguồn số liệu về dân số sau khi xử lý, ta tiến hành thiết kế cấu trúc dữ liệu. Quá trình tạo cấu trúc cơ sở dữ liệu dân số sẽ làm tăng khả năng lưu trữ, quản lý, cập nhật và truy xuất thông tin. Số liệu sau khi thiết kế hiển thị qua các trường như sau:
- Mã phường: Qui định các phường ở thành phố Long Xuyên. - Tên phường: Tên 12 xã, phường của thành phố Long Xuyên.
- Tổng số dân: Tổng số dân của thành phố Long Xuyên qua các năm (2001 – 2004). - Giới tính Nam: Tổng số nam giới.
- Giới tính Nữ: Tổng số nữ giới.
- Tỷ lệ sinh: Tỷ lệ sinh hàng năm (2001 – 2004). - Tỷ lệ tử: Tỷ lệ tử hàng năm (2001 – 2004).
Ngoài ra, còn những số liệu khác như: mật độ dân số, tốc độ tăng dân số,… để có cái nhìn tổng quát hơn về dân số của thành phố Long Xuyên.
3.2.1.4. Nhập số liệu
Các số liệu thu thập được sau khi xử lý và tạo cấu trúc được nhập trực tiếp vào các bảng thông qua trường hiển thị và lưu trữ vào máy nhờ phần mềm Mapinfo để tiện cho việc truy cập sau này. Quá trình thực hiện như sau:
- Mở bảng (File chọn Open Table).
- Tạo trường hiển thị (New Table Structure) qui định tên trường, kiểu trường và độ rộng).
3.2.2. Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ thông tin
Quá trình xây dựng bản đồ thông tin được khái quát như sau: - Thu thập bản đồ.
- Phân mảnh bản đồ. - Quét ảnh bản đồ.
- Xác định các điểm khống chế. - Tiền xử lý các ảnh bản đồ.
- Đăng ký các mảnh ảnh bản đồ vào Mapinfo và gán toạ độ thực. - Số hoá bản đồ dựa trên nền ảnh bản đồ.
- Gán thuộc tính cho các lớp bản đồ đơn tính và tạo các lớp chú dẫn. - Chồng lắp các bản đồ.
3.2.2.1. Thu thập bản đồ
Bản đồ hành chánh TP. Long Xuyên được thu thập tại bộ môn Khoa Học Đất khoa Nông Nghiệp – Tài Nguyên Thiên Nhiên trường Đại Học An Giang.
3.2.2.2. Phân mảnh bản đồ
Bản đồ hành chánh TP. Long Xuyên sau khi thu thập, ta tiến hành phân mảnh bản đồ. Việc phân mảnh bản đồ xác định từng phần trên bản đồ được quét sao cho bản đồ giấy ban đầu được phân thành từng mảnh thích hợp và kích thước của mỗi mảnh cần phải nhỏ hơn hoặc bằng kích thước có thể quét được của máy.
3.2.2.3. Quét ảnh bản đồ
Sau khi phân mảnh bản đồ giấy, ta tiến hành quét ảnh bản đồ. Dùng máy quét (Scanner) khổ A4 để quét bản đồ vào máy và được lưu trữ dưới dạng ảnh Raster.
3.2.2.4. Xác định các điểm khống chế
Xác định các điểm khống chế, trên mỗi mảnh lấy ít nhất 3 điểm biết rõ toạ độ và ghi các điểm này ra giấy. Xác định các điểm khống chế nhằm giúp cho việc ghép các mảnh bản đồ sau này được dễ dàng.
Các mảnh bản đồ khi được quét vào máy có thể được xử lý thông qua các trình xử lý ảnh thông dụng trước khi đăng ký vào Mapinfo. Các bước xử lý ảnh bao gồm:
- Lọc nhiểu. - Xoay ảnh.
- Tăng hoặc giảm độ tương phản. - Tăng hoặc giảm độ sáng tối.
3.2.2.6. Đăng ký các mảnh ảnh bản đồ vào Mapinfo và gán toạ độ thực
- Mở lần lượt file ảnh bản đồ bằng trình Mapinfo chọn menu File > Open Table và chọn ở hộp File Format là Raster Image.
- Trên mỗi mảnh ảnh bản đồ, thông qua chức năng Register ta nhập toạ độ thực tương ứng lần lượt cho các điểm khống chế đã xác định trước.
3.2.2.7. Số hoá bản đồ dựa trên nền ảnh bản đồ
Đây là bước quan trọng đòi hỏi tốn nhiều thời gian và cần phải tỉ mỷ. Các lớp bản đồ đơn tính được tạo dựa trên cơ sở các đối tượng hình học cơ bản gồm có:
- Các lớp bản đồ đơn tính điểm (UBND, trường, trạm, chợ,...). - Các lớp bản đồ đơn tính đường (đường, sông, ranh giới,...). - Các lớp bản đồ đơn tính vùng (xã, huyện, tỉnh, đất,...). - Các lớp bản đồ đơn tính chữ (tên phường).
3.2.2.8. Gán thuộc tính cho các lớp bản đồ đơn tính và tạo các lớp chú dẫn
Khi đã tạo xong các lớp bản đồ cần thiết, ta tiến hành tạo thuộc tính cho các đối tượng bản đồ. Việc tạo thuộc tính này bao gồm:
- Cho các đối tượng điểm, ví dụ như các điểm biểu thị cho UBND có hình dạng, màu khác với các điểm biểu thị cho vị trí các chợ hoặc trường học.
- Cho các đối tượng đường: Độ rộng, kiểu đường, màu.
- Cho các đối tương vùng: Độ rộng, kiểu, màu của đường biên; màu hoặc kiểu tô bên trong của cùng.
Ngoài ra, để giải thích các đối tượng trên bản đồ, ta tiến hành tạo ra các lớp chú dẫn. Quá trình tạo ra lớp chú dẫn được thực hiện thông qua việc chọn biểu tượng (text) trên
thanh công cụ Drawing. Lớp này có thể là tên của UBDN, trường, trạm, đường, phường, xã…
3.2.2.9. Chồng lắp các bản đồ
Từ các bản đồ đơn tính mà ta đã tách ra như: Đường xá, sông ngòi, ranh giới, trụ sở UBND xã,…Qua các bước thực hiện trên, chúng được chồng lắp với bản đồ đất đai của tỉnh An Giang đã số hoá có cùng toạ độ, để tạo thành bản đồ hoàn chỉnh dạng Workspace (*.wor). Quá trình thực hiện:
- Mở tất cả các lớp bản đồ đơn tính (File chọn Open). - Lưu dưới dạng Workspace (File chọn Save Workspace).
Chồng lắp bằng kỹ thuật GIS sẽ tránh được sự sai lệch do làm bằng thủ công và về sau khi cần biết thông tin ta truy xuất rất nhanh. Thí dụ, với bản đồ hành chánh An Giang được lưu trữ ở máy khi gọi lại nhìn vào ta biết ngay vị trí phường Mỹ Xuyên thành phố Long Xuyên, phía Bắc tiếp giáp phường Mỹ Bình, phía Nam tiếp giáp phường Mỹ Phước, phía Đông và Tây phường Mỹ Long và Mỹ Hoà thay vì phải truy tìm lại nguồn bản đồ giấy.
3.2.3. Phương pháp lập trình liên kết cơ sở dữ liệu bản đồ và cơ sở dữ liệu dân số
Đây là bước quan trọng trong việc truy xuất thông tin trên bản đồ. Nhờ vào phần mềm Mapbasic ta sẽ nối kết các dữ liệu hình học và phi hình học. Quá trình lập trình liên kết giữa cơ sở dữ liệu đất đai và bản đồ thông tin được khái quát như sau:
Chạy chương trình Biên dịch chương trình
Viết chương trình Lập lưu đồ
3.2.3.1. Xây dựng lưu đồ trình ứng dụng
Lưu đồ tổng quát của chương trình được xây dựng như sơ đồ dưới đây:
Truy xuất thông tin TP. Long Xuyên Tồn tại thông tin In ra màn hình Không Có Truy xuất thông tin Truy xuất thông tin TP hoặc BẮT ĐẦU Không Có Sai Đúng
Lấy thông tin
trên bản đồ Lấy thông tintrên bản đồ Truy xuất thông tin
phường, xã Tồn tại thông tin Truy xuất thông tin Có Có Không Không
Hình 7: Lưu đồ chính của chương trình
* Giải thích lưu đồ:
Để bắt đầu truy xuất dữ liệu ta chọn TP hay Phường cần truy xuất. Nếu chọn truy xuất thông tin là Phường, bước tiếp theo là rê trỏ chuột vào vị trí Phường cần chọn trên bản đồ (lấy thông tin trên bản đồ). Thực hiện thao tác chọn TP giống như chọn Phường.
Nếu cơ sở dữ liệu không tồn tại thông tin chúng ta thực hiện lại thao tác lấy thông tin trên bản đồ. Ngược lại, nếu cơ sở dữ liệu tồn tại thông tin chương trình sẽ xét hỏi có muốn truy xuất thông tin hay không, nếu đúng thông tin sẽ truy xuất ra màn hình, nếu sai sẽ quay về bước lấy thông tin trên bản đồ.
Khi thông tin đã được in ra màn hình, từ đây có hai sự lựa chọn nếu muốn truy xuất thông tin nữa thì quay lại thao tác chọn TP hay phường để truy xuất thông tin, nếu không chương trình sẽ kết thúc.
3.2.3.2. Viết chương trình
Chương trình được viết bằng ngôn ngữ Mapbasic. Cấu trúc tổng quát của chương trình được thực hiện theo từng bước như sau:
- Khai báo thủ tục. - Khai báo biến toàn cục. - Thủ tục chính (Sub main).
Thủ tục chính của chương trình có dạng cấu trúc: Sub main
Khai báo biến Gọi thủ tục 1 Gọi thủ tục 2 …
- Các thủ tục được gọi bởi thủ tục chính hay các thủ tục khác. Cấu trúc tổng quát của thủ tục như sau:
Sub (tên thủ tục) Khai báo biến
Lệnh 1 Lệnh 2 …. End sub
- Các hàm.
Những hàm sử dụng trong chương trình có dạng cấu trúc như: