Nhờ đó A-GPS hoạt động nhanh hơn và ổn định hơn. Nhưng A-GPS không hoàn toàn thay thế GPS, nó chỉ có tác dụng hỗ trợ. Nếu không có sóng di động, không có liên lạc với máy chủ hay trạm BTS, thì thiết bị vẫn có thể định vị nhờ GPS như bình thường.
1.4. Các công nghệ truyền tin
1.4.1. WAP / GPRS / EDGE / 3G
WAP
WAP là viết tắt của Wireless Application Protocol, đó là một tiêu chuẩn công nghệ cho các hệ thống truy cập Internet từ các thiết bị di động, cho phép các thuê bao di động có thể sử dụng điện thoại truy cập vào mạng để lấy thông tin và trao đổi dữ liệu.
GPRS (General Packet Radio Service).
Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp (tiếng Anh: General Packet Radio Service (GPRS)) là một dịch vụ dữ liệu di động dạng gói dành cho những người dùng Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM) và điện thoại di động IS-136. Nó cung cấp dữ liệu ở tốc độ từ 56 đến 114 kbps.
Các hệ thống di động 2G kết hợp với GPRS thường được gọi là "2.5G", có nghĩa là, một công nghệ trung gian giữa thế hệ điện thoại di động thứ hai (2G) và thứ ba (3G). Nó cung cấp tốc độ truyền tải dữ liệu vừa phải, bằng cách sử dụng các kênh Đa truy cập theo phân chia thời gian (TDMA) đang còn trống, ví dụ, hệ thống GSM.
EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution.
EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) là một cải tiến nữa của GPRS, được coi là một phần của công nghệ cận 3G (2.75G). EDGE nâng tốc độ download tối đa lên 236kbit/s và upload tối đa lên 118kbit/s tùy theo cấu hình
EDGE đôi khi còn gọi là Enhanced GPRS (EGPRS), là một công nghệ di động được nâng cấp từ GPRS cho phép truyền dữ liệu với tốc độ có thể lên đến 384 kbit/s cho người dùng cố định hoặc di chuyển chậm và 144kbit/s cho người dùng di chuyển tốc độ cao. Trên đường tiến đến 3G, EDGE được biết đến như một công nghệ 2.75G.
EDGE cho phép truyền tải các dịch vụ di động tiên tiến như tải video, clip nhạc, tin nhắn đa phương tiện hoàn hảo, truy cập internet, e-mail di động tốc độ cao.
3G (Third Generation Technology)
Mạng 3G (Third-generation technology) là thế hệ thứ ba của chuẩn công nghệ điện thoại di động, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh...). 3G cung cấp cả hai hệ thống là chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh. Hệ thống 3G yêu cầu một mạng truy cập radio hoàn toàn khác so với hệ thống 2G hiện nay. Điểm mạnh của công nghệ này so với công nghệ 2G và 2.5G là cho phép truyền, nhận các dữ liệu, âm thanh, hình ảnh chất lượng cao cho cả thuê bao cố định và thuê bao đang di chuyển ở các tốc độ khác nhau. Với công nghệ 3G, các nhà cung cấp có thể mang đến cho khách hàng các dịch vụ đa phương tiện, như âm nhạc chất lượng cao; hình ảnh video chất lượng và truyền hình số; Các dịch vụ định vị toàn cầu (GPS); E-mail;video streaming; High-ends games;...
Cả WAP, GPRS, EDGE và 3G đều có điểm chung là gắn liền với mạng di động, từ đó có tầm hoạt động rộng, phù hợp để cung cấp LBS ở mọi nơi. Tuy nhiên chất lượng dịch vụ của các giao thức này vẫn phụ thuộc vào nhà cung cấp và một số yếu tố vật lý như tốc độ di chuyển, khoảng cách tới trạm phát v.v…
1.4.2. Bluetooth / Wifi / WiMax
Bluetooth.
là chuẩn kết nối không dây tầm ngắn, thiết kế cho các kết nối thiết bị cá nhân hay mạng cục bộ nhỏ, trong phạm vi băng tần từ 2,4 đến 2,485 GHz. Bluetooth được thiết kế hoạt động trên 79 tần số đơn lẻ. Khi kết nối, nó sẽ tự động tìm ra tần số tương thích để di chuyển đến thiết bị cần kết nối trong khu vực nhằm đảm bảo sự liên tục. Về tầm phủ sóng, bluetooth có 3 class: class 1 có công suất 100mW với tầm phủ sóng gần 100m; class 2 có công suất 2,5mW, tầm phủ sóng khoảng 10m; và class 3 là 1mW với tầm phủ sóng khoảng 5m.
Wifi
là chuẩn truyền dữ liệu qua sóng vô tuyến với tốc độ tương đối cao (54 Mbps và lên đến khoảng 150 Mbps với công nghệ của các nhà sản xuất độc lập), có tầm hoạt động tương đối (tử vài chục đến vài trăm mét). Wifi được tích hợp trong một số thiết bị di động cao cấp để cho phép người dùng lựa chọn phương thức kết nối. Wifi không được thiết kế để tiết kiệm năng lượng nên thiết bị di động thường không thể duy trì hoạt động lâu khi kết nối Wifi.
WiMax
là một phương thức truyền tải qua vô tuyến khác có tầm phủ sóng tốt (vài km) tuy nhiên đánh đổi bằng tốc độ (Tối đa 3 Mbps với công nghệ hiện tại, 144 Mbps trên lý thuyết). WiMax đã được hoạch định làm một phần của công nghệ 4G; tuy nhiên hiện nay WiMax vẫn chưa được đón nhận rộng rãi vì các vấn đề kỹ thuật (chưa có tần số chuẩn và chuẩn chưa được hoàn thiện).
Với LBS, bluetooth và wifi có thể được kết hợp để cung cấp dịch vụ trong một vùng nào đó. Cả hai đều có ưu điểm là tốc độ khá nhanh nhưng lại bị hạn chế ở tầm hoạt động; trong khi WiMax có tầm hoạt động lớn nhưng vẫn chưa phổ biến.
1.4.3. Truyền thông vệ tinh
Được phát triển chủ yếu để cung cấp dịch vụ thoại, các dịch vụ viễn thông trên vệ tinh dần dần được mở rộng để bao gồm cả dịch vụ dữ liệu, truyền hình và radio. Vệ tinh có thể được dùng để truy cập internet ngay cả ở những vùng hẻo lánh, không có bất kì loại trạm thu phát nào. Mỗi vệ tinh có thể cung cấp dung lượng khoảng 40 Mbps cho vài ngàn người sử dụng, tuy nhiên mỗi người dùng chỉ có tốc độ khoảng 20 kbps.
1.5. Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
1.5.1. Giới thiệu về GIS
GIS (Geographic Information Systems) là hệ thống phần cứng, phần mềm và các thủ tục được thiết kế để thu thập, quản lý, xử lý, phân tích, mô hình hóa và hiển thị các dữ liệu quy chiếu không gian để giải quyết các vấn đề quản lý và lập kế hoạch phức tạp. Từ định nghĩa trên, ta thấy: Thứ nhất, GIS có quan hệ với ứng dụng cơ sở dữ liệu. Thông tin trong GIS đều liên kết với tham chiếu không gian và GIS sử dụng tham chiếu không gian như phương tiện chính để lưu trữ và truy nhập thông tin. Thứ hai, GIS là công nghệ tích hợp, cung cấp các khả năng phân tích như phân tích ảnh máy bay, ảnh vệ tinh hay tạo lập mô hình thống kê, vẽ bản đồ... Cuối cùng, GIS có thể được xem như một hệ thống cho phép trợ giúp quyết định. Cách thức nhập, lưu trữ, phân tích dữ liệu trong GIS phải phản ánh đúng cách thức thông tin sẽ được sử dụng trong công việc lập quyết định hay nghiên cứu cụ thể.
GIS có thể trả lời các câu hỏi sau đây:
Vị trí (What is at...? ): Ví dụ, Tìm ra cái gì tồn tại ở vị trí cụ thể. Vị trí được thể hiện bằng tên, mã bưu điện hay tọa độ địa lý (kinh/vĩ độ)
Điều kiện (Where is it?) Ví dụ, Tìm ra vị trí thỏa mãn một số điều kiện (vùng không có rừng diện tích 2000m2 và xa đường quốc lộ 100m và loại đất phù hợp cho xây dựng)
Xu thế (What has changed since...?) Ví dụ, Tìm ra sự khác biệt (thay đổi) theo thời gian của một vùng nghiên cứu
Các mẫu (What spatial patterns exist?) Ví dụ, Tìm ra nơi nào phù hợp mẫu, ví dụ cancer là nguyên nhân chính của cái chết của người dân gần nhà máy nguyên tử?
Mô hình hóa (What if...?) Câu hỏi này xác định cái gì xảy ra, ví dụ, nếu có đường mới mở hay nếu chất độc thải vào nguồn nước...
1.5.2. Thành phần và chức năng của GIS
1.5.2.1. Thành phần của GIS
* Phần cứng
Phần cứng của GIS được xem là phần cố định mà bằng mắt thường ta có thể dễ dàng thấy được. Nó bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi.
Máy tính có thể là máy có bất kỳ kích thước nào và có thể do nhiều hãng sản xuất với cấu hình khác nhau. Tuy nhiên, máy tính có cấu hình mạnh là điều mong muốn để sử dụng trong GIS. Các thiết bị ngoại vi bao gồm bàn số hóa, máy quét, máy in và máy
vẽ. Các thiết bị này cũng hết sức đa dạng về kích cỡ, kiểu dáng, tốc độ xử lý và độ phân giải do các hãng khác nhau sản xuất. Chúng được kết nối với máy tính để thực hiện việc nhập và xuất dữ liệu.
* Phần mềm
Phần mềm GIS rất đa dạng và do nhiều hãng khác nhau sản xuất. Các phần mềm GIS có thể giống nhau ở chức năng, song khác nhau về tên gọi, hệ điều hành hay môi trường hoạt động, giao diện, khuôn dạng dữ liệu không gian và hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Theo thời gian, phần mềm GIS phát triển ngày càng thân thiện với người dùng, toàn diện về chức năng và có khả năng quản lý dữ liệu hiệu quả hơn. Tuy nhiên, sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng người bán phần mềm cũng như năng lực quản lý của GIS đã khiến cho sự lựa chọn phần mềm GIS trở thành một quyết định không đơn giản. Sự lựa chọn đó cần phải căn cứ vào mục đích sử dụng, năng lực tài chính và trình độ cán bộ. Về quy mô hay mục đích sử dụng, GIS có thể được dùng ở cấp địa phương, cấp quốc gia, khu vực hay toàn cầu, cho giáo dục, nghiên cứu khoa học, quy hoạch và quản lý. Do vậy, có thể chọn phần mềm tổng quát hay chuyên dụng.
* Phần dữ liệu
Phần dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu không gian và phi không gian. Dữ liệu không gian là dữ liệu về vị trí của các đối tượng trên mặt đất theo một hệ quy chiếu nào đó. Nó có thể được biểu diễn dưới dạng các ô lưới hay các cặp tọa độ hay cả hai, tùy thuộc vào khả năng của từng phần mềm cụ thể. Dữ liệu phi không gian là dữ liệu thuộc tính hay dữ liệu mô tả các đối tượng địa lý. Dữ liệu thuộc tính thường được trình bày dưới dạng bảng. Sự kết nối giữa dữ liệu không gian và phi không gian trong GIS là cơ sở để xác định chính xác các đối tượng địa lý và thực hiện phân tích tổng hợp GIS. Việc xây dựng một cơ sở dữ liệu GIS là một đầu tư lớn về thời gian, công sức và tiền bạc do vậy, phần dữ liệu GIS phải được quản lý khai thác một cách an toàn, tiện lợi và hiệu quả.
Với bất kỳ một hệ thông tin nào cũng phải hiểu rõ các loại dữ liệu khác nhau lưu trữ trong chúng. Dữ liệu thống kê gắn theo các hiện tượng tự nhiên với mức độ chính xác khác nhau. Hệ thống thước đo của chúng bao gồm các biến tên, số thứ tự, khoảng và tỷ lệ.
Biến thứ tự là danh sách các lớp rời rạc nhưng có trật tự. Ví dụ như trình độ học vấn tiểu học, trung học, đại học, sau đại học hay thước đo Richter của động đất, thước đo Beaufort của sức gió.
Biến khoảng cũng có trình tự tự nhiên nhưng có thêm đặc tính là khoảng cách giữa các biến còn có ý nghĩa. Ví dụ như các khoảng nhiệt độ đo.
21
Biến tỷ lệ, chúng có cùng đặc tính như biến khoảng nhưng chúng có giá trị 0 hay điểm bắt đầu tự nhiên. Ví dụ như lượng mưa trong mỗi tháng, thu nhập bình quân trong một năm
Ngoài bốn loại biến dữ liệu mô tả trên, các hệ GIS còn phân chia dữ liệu thành hai lớp khác nhau là dữ liệu thuộc tính (hay dữ liệu phi không gian) và dữ liệu không gian. Hai lớp dữ liệu này được kết nối logic với nhau trong GIS.
* Phần chuyên gia
Trong GIS, phần con người còn được biết đến dưới các tên gọi khác như phần não hay phần sống của hệ thống. Con người tham gia vào việc thiết lập, khai thác và bảo trì hệ thống một cách gián tiếp hay trực tiếp. Có hai nhóm người quan trọng trực tiếp quyết định sự tồn tại và phát triển của GIS là người sử dụng và người quản lý sử dụng GIS.
1.5.2.2. Chức năng của GIS
Với thành phần như trên, GIS có thể có các chức năng chủ yếu sau: - Nhập dữ liệu
Nhập dữ liệu là một chức năng của GIS qua đó dữ liệu dưới dạng tương tự hay dạng số được biến đổi sang dạng số có thể sử dụng được bằng GIS. Việc nhập dữ liệu được thực hiện nhờ vào các thiết bị như bàn số hóa, máy quét, bàn phím và các chương trình hay môđun nhập và chuyển đổi dữ liệu của GIS.
- Quản lý dữ liệu
Việc xây dựng một cơ sở dữ liệu GIS lớn bằng các phương pháp nhập dữ liệu khác nhau thường rất tốn kém về thời gian, công sức và tiền bạc. Số chi phí bằng tiền cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu có thể lớn hơn hẳn chi phí phần cứng và phần mềm GIS. Điều đó phần nào nói lên ý nghĩa của việc quản lý dữ liệu, một chức năng quan trọng của tất cả các hệ thống thông tin địa lý. Chức năng này bao gồm việc tổ chức lưu trữ và truy cập dữ liệu sao cho hiệu quả nhất.
- Phân tích dữ liệu
Phân tích dữ liệu là chức năng quan trọng nhất của GIS. GIS cung cấp các công cụ cần thiết để phân tích dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính và phân tích tổng hợp cả hai loại dữ liệu đó ở trong cơ sở dữ liệu để tạo ra thông tin mới trợ giúp các quyết định mang tính không gian.
- Xuất dữ liệu
Chức năng xuất dữ liệu hay còn gọi là chức năng báo cáo của GIS cho phép hiển thị, trình bày các kết quả phân tích và mô hình hóa không gian bằng GIS dưới dạng bản đồ, bảng thuộc tính hay văn bản trên màn hình hay trên các vật liệu truyền thống khác ở các tỷ lệ và chất lượng khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của
người dùng và khả năng của các thiết bị xuất dữ liệu như màn hình, máy in và máy vẽ.
Sức mạnh của các chức năng của hệ thống GIS khác nhau là khác nhau. Kỹ thuật xây dựng các chức năng cũng rất khác nhau. Sơ đồ sau đây mô tả quan hệ giữa các nhóm chức năng và cách biểu diễn thông tin khác nhau của GIS.
Chức năng thu thập dữ liệu tạo ra dữ liệu từ các quan sát hiện tượng thế giới thực và từ các tài liệu, bản đồ giấy, đôi khi chúng có sẵn dưới dạng số. Kết quả ta có tập dữ liệu thô, có nghĩa là dữ liệu này không được phép áp dụng trực tiếp cho chức năng truy nhập và phân tích của hệ thống. Chức năng xử lý sơ bộ dữ liệu sẽ biến đổi dữ liệu thô thành dữ liệu có cấu trúc để sử dụng trực tiếp các chức năng tìm kiếm và phân tích không gian. Kết quả tìm kiếm và phân tích được xem như diễn giải dữ liệu, đó là tổ hợp hay biến đổi đặc biệt của dữ liệu có cấu trúc. Hệ thống thông tin địa lý phải có phần mềm công cụ để tổ chức và lưu trữ các loại dữ liệu khác nhau, từ dữ liệu thô đến dữ liệu diễn giải. Phần mềm công cụ này phải có các thao tác lưu trữ, truy nhập; đồng thời có khả năng hiển thị, tương tác đồ họa với tất cả các loại dữ liệu