Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.3. Công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS)
2.3.4. Khái quát chung về GIS
2.3.4.1 Vài nét về GIS
a. Định nghĩa về GIS
Theo Trần Thị Băng Tâm và Lê Thị Giang (2003), Bài giảng hệ thống thông tin địa lý GIS. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một tập các công cụ để thu thập, lưu trữ, tìm kiếm, biến đổi và hiển thị các dữ liệu không gian từ thế giới thực nhằm phục vụ thực hiện mục đích cụ thể. Đó là hệ thống thể hiện các đối tượng từ thế giới thực thông qua:
• Vị trí địa lý của đối tượng thông qua một hệ toạ độ.
• Các thuộc tính của chúng mà không phụ thuộc vào vị trí.
• Các quan hệ không gian giữa các đối tượng (quan hệ topo).
Có nhiều định nghĩa khác nhau về hệ thống thông tin địa lý. Căn cứ vào nguồn gốc, đối tượng, mục tiêu, thành phần hệ thống hay các phân tích khác nhau…mà có những quan điểm khác nhau để định nghĩa về GIS.
Một số định nghĩa về GIS:
- Hệ thống thông tin Địa lý là một hệ thống bao gồm các phần mềm, phần cứng máy tính và một cơ sở dữ liệu đủ lớn, có các chức năng thu thập, cập nhật, quản trị và phân tích, biểu diễn dữ liệu địa lý phục vụ giải quyết lớp rộng lớn các bài toán ứng dụng có liên quan tới vị trí địa lý trên bề mặt trái đất.
- Hệ thống thông tin địa lý là một tập hợp những nguyên lý, phương pháp, công cụ và dữ liệu không gian được sử dụng để quản lý, duy trì, chuyển đổi, phân tích, mô hình hoá, mô phỏng, làm bản đồ những hiện tượng và quá trình phân bố trong không gian địa lý...
Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược).
GIS lưu giữ thông tin về thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề có thể liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý.
Hình 2.13. Một bản đồ GIS sẽ là tổng hợp của rất nhiều lớp thông tin khác nhau thông tin khác nhau
Tuỳ theo các chức năng, nhiệm vụ của mỗi hệ thống thông tin địa lý mà có nhiều định nghĩa khác nhau về GIS như: định nghĩa theo chức năng, định nghĩa GIS là tập hợp của các thuật toán, định nghĩa theo mô hình cấu trúc dữ liệu… Tuy nhiên các khái niệm về GIS đều dựa trên 3 yếu tố quan trọng là: dữ liệu đầu vào, hệ thống vi tính số kỹ thuật cao và khả năng phân tích số liệu không gian.
Định nghĩa tổng quát theo BURROUGHT thì: “GIS như là một tập hợp các
công cụ cho việc thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các dữ liệu mang tính chất không gian từ thế giới thực để giải quyết các bài toán ứng dụng phục vụ các mục đích cụ thể”.
b. Các thành phần chính của GIS
Một hệ thống thông tin địa lý được kết hợp bới 5 thành phần chính là: - Phần cứng;
- Phần mềm; - Dữ liệu;
- Người sử dụng; - Phương pháp.
Hình 2.14. Thành phần chính của một hệ GIS
- Phần cứng:
Phần cứng của một hệ GIS gồm máy vi tính, cấu hình và mạng công việc của máy tính, các thiết bị ngoại vi nhập xuất dữ liệu và lưu trữ dữ liệu. Ngày nay, phần mềm GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng.
- Phần mềm:
Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ phân tích và hiển thị thông tin địa lý. Các thành phần chính trong phần mềm GIS là: Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý; Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS); Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý; Giao diện đồ hoạ người - máy để truy cập các công cụ dễ dàng.
- Dữ liệu:
Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu. Các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng DBMS để tổ chức lưu trữ và quản lý dữ liệu.
- Người sử dụng:
Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng của GIS trong thực tế. Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc.
- Phương pháp:
Mỗi dự án GIS chỉ thành công khi nó được quản lý tốt và người sử dụng hệ thống phải có kỹ năng tốt, nghĩa là phải có sự phối hợp tốt giữa công tác quản lý và công nghệ GIS.
c. Phần mềm ArcGIS
ArcGIS (ESRI Inc. - http://www.esri.com): là hệ thống GIS hàng đầu hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn diện từ thu thập / nhập số liệu, chỉnh lý, phân tích và phân phối thông tin trên mạng Internet tới các cấp độ khác nhau như CSDL địa lý cá nhân hay CSDL của các doanh nghiệp. Về mặt công nghệ, hiện nay các chuyên gia GIS coi công nghệ ESRI là một giải pháp mang tính chất mở, tổng thể và hoàn chỉnh, có khả năng khai thác hết các chức năng của GIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop (ArcGIS Desktop), máy chủ (ArcGIS Server), các ứng dụng Web (ArcIMS, ArcGIS Online), hoặc hệ thống thiết bị di động (ArcPAD)... và có khả năng tương tích cao đối với nhiều loại sản phẩm của nhiều hãng khác nhau.
ArcGIS Desktop bao gồm những công cụ rất mạnh để quản lý, cập nhật, phân tích thông tin và xuất bản tạo nên một hệ thống thông tin địa lý (GIS) hoàn chỉnh, cho phép:
+ Tạo và chỉnh sửa dữ liệu tích hợp (dữ liệu không gian tích hợp với dữ liệu thuộc tính) - cho phép sử dụng nhiều loại định dạng dữ liệu khác nhau thậm chí cả những dữ liệu lấy từ Internet;
+ Truy vấn dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ nhiều nguồn và bằng nhiều cách khác nhau;
+ Hiển thị, truy vấn và phân tích dữ liệu không gian kết hợp với dữ liệu thuộc tính;
+ Thành lập bản đồ chuyên đề và các bản in có chất lượng trình bày chuyên nghiệp.
ArcToolbox, ModelBuilder, ArcScene và ArcGlobe. Khi sử dụng các ứng dụng này đồng thời, người sử dụng có thể thực hiện được các bài toán ứng dụng GIS bất kỳ, từ đơn giản đến phức tạp, bao gồm cả thành lập bản đồ, phân tích địa lý, chỉnh sửa và biên tập dữ liệu, quản lý dữ liệu, hiển thị và xử lý dữ liệu. Phần mềm ArcGIS Desktop được cung cấp cho người dùng ở 1 trong 3 cấp bậc với mức độ chuyên sâu khác nhau là ArcView, ArcEditor, ArcInfo.