Chương 4: PHẦN MỀM ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN VỌNG CỦA GIS
4.2.2. GIS và công nghệ viễn thám
Viễn thám là khoa học nghiên cứu, phân tích, xác định các đặc điểm, tính chất các đối tượng trên bề mặt Trái đất từxa mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng. Thông tin các đối tượng sẽđược thể hiện dưới dạng hình ảnh và phân tách phản xạ phổcác đối tượng. Từkhi phóng thành công vệtinh nhân tạo loài người đã bước vào kỷnguyên mới trong đó công nghệvũ trụ được sử dụng phục vụ vào các mục đích phát triển cho cuộc sống trên Trái đất. Công nghệ viễn thám với các hệ thống thu thập thông tin đa phổ, đa thời gian đã cho phép chúng ta thực hiện các công việc thu thập và tổng hợp dữ liệu một cách nhanh chóng, hiệu quảhơn, đồng thời mang đến nhiều nhận thức mới vềTrái đất mà từtrước tới nay vẫn còn là những điều bí ẩn. Việc ứng dụng công nghệ viễn thám sẽ mang lại hiệu quả to lớn trong việc giữgìn và phát triển bền vững các nguồn tài nguyên trên Trái đất.
Những kết quả ứng dụng viễn thám gần đây chỉ ra rằng để giải quyết một vấn đề thực tiễn chỉ dựa đơn thuần trên tư liệu viễn thám là một việc hết sức khó khăn và trong nhiều trường hợp không thể thực hiện. Vì vậy, cần phải có một sự tiếp cận tổng hợp, trong đó có sự kết hợp giữa công nghệ viễn thám và GIS. GIS dựa trên các cơ sở dữ liệu quan trắc, viễn thám đưa ra các câu hỏi truy vấn, phân tích thống kê được thể hiện qua phép phân tích địa lý. Các dữ liệu xửlý từ viễn thám sẽđược liên kết xửlý nhờ GIS để các thông tin có thể được thể hiện dưới dạng hình ảnh bản đồvà thực hiện một số bài toán chồng xếp, phân tích không gian.
Công nghệ viễn thám và GIS có khảnăng kết hợp trong nhiều lĩnh vực khác nhau, các ứng dụng phổ biến hiện nay như:
- Ứng dụng trong quản lý môi trường: điều tra về sự biến đổi sử dụng đất và lớp phủ; Vẽ bản đồ thực vật; nghiên cứu các quá trình sa mạc hoá và phá rừng; giám sát thiên tai (hạn hán, lũ lụt, cháy rừng, bão, mưa đá, sương mù, sương muối,...); nghiên cứu ô nhiễm nước và không khí.
- Ứng dụng trong điều tra, quản lý sử dụng đất: xác định và phân loại các vùng thổ nhưỡng; đánh giá mức độthoái hoá đất, tác hại của xói mòn, quá trình muối hoá; thống kê và thành lập bản đồ sử dụng đất; điều tra giám sát biến động hiện trạng sử dụng đất, thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồđịa chính.
- Ứng dụng trong lâm nghiệp: nghiên cứu biến động diện tích rừng; điều tra phân loại rừng, diễn biến của rừng; nghiên cứu vềcôn trùng và sâu bệnh phá hoại rừng, cháy rừng, mô phỏng các bản đồ dựbáo và quy hoạch rừng.
- Ứng dụng trong nghiên cứu địa chất, địa chất công trình: thành lập bản đồ địa chất, bản đồphân bốkhoáng sản, bản đồphân bốnước ngầm, bản đồđịa mạo; xác định các vịtrí khảo sát cho xây dựng các công trình; nghiên cứu các hiện tượng trượt đất.
- Ứng dụng trong nghiên cứu tài nguyên nước: lập bản đồphân bốtài nguyên nước, bản đồphân bố mạng lưới thuỷvăn, bản đồcác vùng đất thấp, bản đồ ngập mặn.
- Ứng dụng trong khảo cổ học: Phát hiện các thành phố cổ, các dòng sông cổ hay các di khảo cổkhác; thành lập các bản đồ khảo cổ.
- Ứng dụng trong khí tượng thuỷvăn:đánh giá định lượng lượng mưa, bão và lũ lụt, hạn hán; đánh giá, dựbáo dòng chảy, đánh giá tài nguyên khí hậu, phân vùng khí hậu; thành lập các bản đồ dựbáo, cảnh báo.
- Ứng dụng trong khí tượng nông nghiệp: điều tra và đánh giá tài nguyên khí hậu nông nghiệp, sự biến đổi tình hình sử dụng đất và lớp đất phủvà sựthay đổi của chúng theo từng thời gian; đánh giá những tác động của ngoại cảnh liên quan đến sản xuất nông nghiệp; tính toán các trường yếu tố khí hậu nông nghiệp bề mặt như: bức xạ, phát xạ, nhiệt độ, độẩm, bốc thoát hơi,... làm cơ sở cho việc phân vùng khí hậu nông nghiệp; dựbáo năng suất cây trồng, sâu bệnh, hạn hán, úng lụt.
4.2.3. Web GIS
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 và vai trò của Internet ngày càng được khẳng định và không thể thiếu trong quản lý và chia sẻthông tin của một quốc gia hay địa phương. Cùng với sựbùng nổ vềcông nghệInternet, GIS cũng đã phát triển công nghệcho phép chia sẻ thông tin thông qua Internet bằng cách kết hợp GIS và Webđể tạo thành WebGIS.
WebGIS có thể hiểu đơn giản là GIS phân tán trên một mạng các máy tính đểtích hợp, trao đổi các thông tin địa lý trên mạng Internet. Xét về mặt kỹ thuật, WebGIS là một giải pháp cho phép quản lý, phân tích, cập nhật, phân phối thông tin bản đồ và GIS trên mạng Internet, giảm thiểu chi phí đầu tư phần mềm, phần cứng cho người dùng. Giao diện của các phần mềm WebGIS thường thân thiện, đơn giản, phù hợp với nhiều người dùng. WebGIS thích hợp với các cơ sở dữ liệu bản đồ GIS từ rất bé cho đến rất lớn, có khảnăng tùy biến cao, phù hợp với nhiều loại hình tổ chức.
WebGIS là xu hướng phố biến thông tin mạnh mẽtrên Internet không chỉ dưới góc độ thông tin thuộc tính thuần túy mà nó kết hợp được với thông tin không gian hữu ích cho người sử dụng. WebGIS được phân bố qua các môi trường mạng máy tính để tích hợp, phân phối và truyền tải thông tin địa lý trực tuyến thông qua Internet. Người dùng Internet có thể truy cập đến các ứng dụng của GIS mà không phải mua phần mềm. Ngoài ra, WebGIS còn cho phép thêm các chức năng của GIS trong các ứng dụng về quản lý, tra cứu thông tin trực tuyến.
Một hệ thống WebGIS thường có các đặc điểm sau:
- Cho phép quản lý nhiều bản đồ:
Người dùng có thể chọn và mở bất kỳ
một bản đồ, chương bản đồnào nằm trong CSDL; có thể bật tắt các lớp, nhóm các lớp thông tin và xem định nghĩa hiển thị lớp, thanh tỷ lệ của một bản đồ; thực hiện các thao tác phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển, hỏi đáp, tìm kiếm.
- Cho phép chọn lọc, tìm kiếm thông tin:Các phần mềm WebGIS có thểđo khoảng cách các đối tượng, xem thông tin thuộc tính và không gian của một đối tượng, tìm kiếm đối tượng trực tuyến trên bản đồ.
- Cho phép cập nhật thông tin: WebGIS cho phép cập nhật trực tiếp các thông tin thuộc tính của một đối tượng trên trang Web, ví dụnhư các chỉ tiêu về dân số, kinh tế, đầu tư của một huyện; Cập nhật các thông tin không gian trên trang Web, ví dụnhư tọa độđịa lý của một trường đại học, một trạm xá; Thêm mới một điểm (trường học, bệnh viện, bưu điện,...), một đường, một polyline hay polygon, nhằm phục vụ cho các mục đích thu thập số liệu, điều tra theo dõi trên diện rộng. Đồng thời người dùng cũng có thể xoá bỏ trực tiếp các đối tượng trên bản đồ bằng một thao tác đơn giản ngay trên giao diện Web. Khi thay đổi thông tin, hệ thống sẽ tự cập nhật và tạo nên biểu đồtương ứng.
- Khả năng quản trị hệ thống: WebGIS có khả năng phân quyền cho người dùng các cấp; tính bảo mật hệ thống cao, đảm bảo thông tin trong CSDL được an toàn; khả năng lưu vết của hệ thống, tự tạo ra các log file.
Ngày nay, WebGIS có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống, chẳng hạn như trong tình huống nào đó chúng ta có thểđặt ra các câu hỏi: Có cây ATM rút tiền nào gần đây không? Cây xăng nào gần đây nhất? Phòng khám nào gần nhất? Cửa hàng nào bán loại mặt hàng cần dùng?... Để trả lời cho các câu hỏi trên công nghệ webGIS hoàn toàn có thể trợ giúp mọi yêu cầu. WebGIS có thể xác định vị trí của phòng khám, phòng thí nghiệm, dịch vụ chăm sóc sức khỏe gần nhất. Xác định loại trường học (đại học, cao đẳng, trung cấp) và địa chỉ xung quanh đó đểtìm kiếm, tham khảo dữ liệu nền đường
phố. Hệ thống WebGIS được đưa ra nhằm quản lý và giám sát các thông tin chi nhánh, đại lý, cửa hàng của các đơn vị quản lý trên một nền thông tin địa lý phong phú và đa dạng. WebGIS giúp quản lý hệ thống phân phối hànghóa, các mặt hàng, khảnăng tiêu thụ, doanh thu, lợi nhuận vàcòn rất nhiều ứng dụng khác,...