3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VĂ THỰC TIỄN
1.1.4. Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
1.1.4.1. Định nghĩa
Hệ thống thông tin địa lý lă hệ thống thông tin mă nó sử dụng dữ liệu đầu văo, câc thao tâc phđn tích, cơ sở dữ liệu đầu văo liín quan về mặt địa lý không gian, nhằm
trợ giúp việc thu nhận, lƣu trữ, quản lý, xử lý, phđn tích vă hiển thịCâc thông tin
không gian từ thế giới thực để giải quyết vấn đề tổng hợp thông tin cho câc mục đích của con ngƣời đặt ra [13].
1.1.4.2.Câc thănh phần của GIS
GIS có 5 thănh phần gồm: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con ngƣời vă chính sâch – quản lý.
- Phần cứng: Gồm câc thiết bị hỗ trợ trong quâ trình quản lý vă xử lý câc dữ liệu của GIS nhƣ: mây chủ (server), thiết bị thu nhập dữ liệu, thiết bị lƣu trữ.
- Phần mềm: Phần mềm GIS cung cấp câc chức năng vă câc công cụ cần thiết để lƣu trữ, phđn tích vă hiển thị thông tin đia lý. Câc thănh phần chính trong phần mềm GIS lă: (i) Công cụ nhập vă thao tâc trín câc lớp thông tin địa lý; (ii) Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS); (iii) Công cụ hỗ trợ hỏi đâp, phđn tích vă hiển thị địa lý; (iv) Giao diện đồ họa ngƣời - mây (GUI) để truy cập câc công cụ dễ dăng.
- Dữ liệu: Phần mềm GIS lƣu trữ vă xử lý dữ liệu địa lý ở nhiều khuôn dạng. Ba mô hình dữ liệu cơ bản sử dụng lă: Vector, Raster, TIN. Ngoăi ra, ngƣời dùng có thể nhập dữ liệu bảng văo GIS.
- Con ngƣời: Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con ngƣời tham gia quản lý hệ thống vă phât triển những ứng dụng GIS trong thực tế. Ngƣời sử dụng GIS có thể lă những chuyín gia kỹ thuật, ngƣời thiết kế vă duy trì hệ thống, hoặc những ngƣời dùng GIS để giải quyết câc vấn đề trong công việc.
- Chính sâch vă quản lý: Đđy lă hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, lă yếu tố quyết định sự thănh công của việc phât triển công nghệ GIS. Hệ thống GIS cần đƣợc điều hănh bởi bộ phận quản lý, bộ phận năy đƣợc bổ nhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một câch có hiệu quả để phục vụ ngƣời sử dụng thông tin [13].
1.1.4.3. Cấu trúc dữ liệu trong GIS
Có hai dạng cấu trúc dữ liệu cơ bản trong GIS, đó lă dữ liệu không gian vă dữ liệu thuộc tính.
- Dữ liệu không gian đƣợc thể hiện trín bản đồ vă hệ thống thông tin địa lý dƣới dạng điểm, đƣờng hoặc vùng. Dữ liệu không gian lă dữ liệu về đối tƣợng mă vị trí của nó đƣợc xâc định trín bề mặt trâi đất. Hệ thống thông tin địa lý lăm việc với hai dạng mô hình dữ liệu địa lý khâc nhau: Mô hình vector vă mô hình raster.
- Dữ liệu thuộc tính dùng để mô tả đặc điểm của đối tƣợng. Dữ liệu thuộc tính có thể lă định tính - mô tả chất lƣợng hay lă định lƣợng. Về nguyín tắc, số lƣợng câc thuộc tính của một đối tƣợng lă không có giới hạn. Để quản lý dữ liệu thuộc tính của câc đối tƣợng địa lý trong cơ sở dữ liệu, GIS đê sử dụng phƣơng phâp gân câc giâ trị thuộc tính cho câc đối tƣợng thông qua câc bảng số liệu. Mỗi bản ghi đặc trƣng cho một đối tƣợng địa lý, mỗi cột của bảng tƣơng ứng với một kiểu thuộc tính của đối tƣợng đó [13].
1.1.4.4. Phđn tích dữ liệu
GIS có khả năng phđn tích kết hợp giữa dữ liệu không gian vă thuộc tính để hỗ trợ cho quâ trình ra quyết định, có thể đƣợc xếp thănh 4 chức năng chính: Truy vấn, phđn loại, đo lƣờng; chồng lớp dữ liệu; phđn tích lđn cận vă chức năng kết nối. Trong đó hai chức năng phđn tích nổi bật lă nội suy (trong phđn tích lđn cận) vă chồng lớp.
* Nội suy
Nội suy lă quâ trình dự bâo câc giâ trị chƣa biết từ câc điểm đê biết từ câc điểm lđn cận bằng hăm toân học. Độ chính xâc của phƣơng phâp nội suy phụ thuộc văo số lƣợng vă sự phđn bố của những điểm đê biết vă hăm toân biểu diễn. Có nhiều thuật toân khâc nhau đƣợc dùng để nội suy nhƣ: hồi quy đa thức, chuỗi Fourier, hăm Spline, Inverse Distance Weighted (IDW), Kriging.
* Chồng lớp
Lă chức năng tạo ra những thông tin mới. Chồng lớp với dữ liệu Raster đƣợc tiến hănh khâ dễ dăng so với chồng lớp dữ liệu Vector, bởi vì nó không đòi hỏi tiến hănh câc hoạt động topology mă chỉ tiến hănh trín cơ sở Pixel với Pixel [11].
1.1.4.5. Ứng dụng của GIS
- Ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất vă quản lý tăi nguyín
Ứng dụng GIS trong quy hoạch vă sử dụng đất đai tùy thuộc văo quy mô vă mức độ khâc nhau. Có bốn mức độ phđn tích: rất khâi quât, khâi quât, trung bình vă chi tiết. Mỗi mức độ phđn tích trong hệ thống GIS căn cứ văo quy mô diện tích của vùng nghiín cứu. Khi phđn tích thông tin từ mức khâi quât nhất đến mức chi tiết thì số lƣợng thông tin đƣa văo xử lý sẽ lớn hơn, khả năng tổng hợp vă phđn tích sđu thông tin ở một vùng lênh thổ nhỏ hoặc ngƣợc lại. Bằng ứng dụng GIS, những quy hoạch sử dụng đất đai trín vùng lênh thổ lớn hay việc xđy dựng những dự ân phât triển sản xuất nông lđm nghiệp ở câc khu vực nhỏ đều có thể đƣợc cung cấp một khối lƣợng thông tin toăn diện, tổng hợp, kịp thời vă theo yíu cầu. GIS có thể thể hiện từng lớp bản đồ của vùng nghiín cứu hay quản lý, không chỉ ở bề mặt mă còn có thể cho thấy loại đất, thảm thực vật, giao thông, câc tăi nguyín vă nhiều yếu tố khâc.
- Ứng dụng trong công tâc phòng chống chây vă bảo vệ rừng
Công nghệ GIS đê đƣợc ứng dụng để cảnh bâo chây rừng, phđn vùng trọng điểm chây rừng. Bín cạnh đó, GIS có thể tích hợp với công nghệ viễn thâm để phât hiện sớm chây rừng. Sử dụng công nghệ GIS để tạo bản đồ chuyín đề thể hiện câc cấp cảnh bâo khâc nhau vă đƣợc cập nhật hăng ngăy câc thông số khí tƣợng nhƣ: nhiệt độ, độ ẩm không khí vă lƣợng mƣa từ câc trạm khí tƣợng. GIS có thể theo dõi diễn biến rừng vă đất lđm nghiệp lă nắm vững diện tích câc loại rừng, đất lđm nghiệp hiện có đƣợc phđn chia theo chức năng sử dụng rừng vă loại chủ quản lý, lập bản đồ hiện trạng rừng cấp xê tỷ lệ 1/25.000 hay 1/10.000 nhằm giúp hoạch định chính sâch lđm nghiệp, phục vụ công tâc bảo vệ vă phât triển rừng.
- Ứng dụng GIS trong công tâc quản lý vă hoạch định chính sâch
GIS đƣợc sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn vă hiệu quả hơn cho câc nhă hoạch định chính sâch. Câc cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý câc nguồn tăi nguyín thiín nhiín, trong câc hoạt động quy hoạch, quản lý câc cơ sở dữ liệu cơ bản trín nền GIS vă có thể tích hợp văo câc không gian của câc cơ sở dữ liệu chuyín ngănh khâc lă nơi cung cấp thông tin tổng hợp nhất phục vụ câc nhă hoạch định chính sâch [11].