Khả năng của ArcGIS là rất lớn vì ngoài 5 phần mềm nêu trên, ArcGIS còn có hàng nghìn ứng dụng chạy trên nó, gọi là phần mở rộng (Extension). Đáng kể nhất là Spatial Analyst (phân tích không gian) và 3D Analyst (phân tích và hiển thị dữ liệu 3D).
Phiên bản ArcGIS được sử dụng trong bài là ArcGIS 10.
2.3.5. Ứng dụng của GIS hiện nay
2.3.5.1. Trên Thế giới
Hầu hết trên thế giới đều đã áp dụng công nghệ GIS để sử dụng vào công tác điều tra, khai thác, quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường ở nhiều mức độ khác nhau.
Ở Canada, Mỹ đã đưa GIS vào ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như địa chất, thổ nhưỡng, quy hoạch đô thị, lâm nghiệp, thủy lợi…
Đánh giá và quy hoạch sử dụng đất ở Srilanka.
Học viện quốc tế ITC ở Hà Lan đã ứng dụng thành công trong công tác đánh giá và quy hoạch sử dụng đất đai.
Các nước Châu Á cũng đã bước đầu tiếp cận và ứng dụng công nghệ này trong công tác quản lý đất đai như Thái Lan, Indonexia (năm 1994, 1995).
Trong năm 1995 Úc đã tiến hành nghiên cứu, ứng dụng công nghệ thông tin vào các quá trình lưu trữ và quản lý đất đai.
Viện Địa lý “Agusstin Codazzi” (IGAC) của Colombia đã dùng công nghệ GIS để hiển thị và kiểm soát hiện trạng sử dụng đất hiện nay và trong tương lai của thành phố Ibague.
Trong quản lý rừng, GIS được ứng dụng để kiểm kê trạng thái rừng, mô hình hóa hệ sinh thái rừng… Sở bảo vệ môi trường Alerta, Trung tâm đào tạo môi trường Alerta (Canada) đã dùng GIS để mô hình hóa các quần hợp hệ sinh thái, các điều kiện sống… làm cơ sở cho việc dự báo. Dùng mô hình GIS cho phép nâng cao chất lượng quản lý tài nguyên rừng.
Trong quản lý tài nguyên nước, GIS được sử dụng để kiểm soát sự phục hồi mực nước ngầm, phân tích hệ thống sông ngòi, quản lý các lưu vực sông. Trường Đại học Kỹ thuật Aachen (Đức) đã sử dụng GIS để kiểm soát mực nước ngầm cho các vùng khai thác than, tạo các bản đồ mực nước ngầm, cùng với các dữ liệu khác như thổ nhưỡng, địa hình, quy mô khai thác mỏ, đồng thời kết hợp với công nghệ kỹ thuật đã cung cấp những công cụ đắc lực cho các nhà phân tích.
Công ty Quản lý chất thải và Năng lượng hạt nhân Thụy Điển và Nespak Pakistan phối hợp sử dụng GIS hỗ trợ quản lý vùng lưu vực sông Torrent ở Pakistan. GIS được sử dụng để mô hình hóa sự cân bằng nước, quá trình xói mòn và kiểm soát lũ cho khu vực.
Ngoài ra còn một số kết quả của GIS trên thế giới trong thời gian qua như: - Ứng dụng GIS trong nghiên cứu xói mòn đất ở Đài Loan;
- Ứng dụng GIS trong việc quản lý rừng, môi trường ở Trung Quốc; - Ứng dụng GIS để dự đoán, dự báo và quản lý dịch hại ở Finland;
- Ứng dụng GIS trong đánh giá môi trường sống của cá ở Thái Bình Dương; - Sử dụng GIS đánh giá quan hệ giữa sử dụng đất và chất lượng nước;
- Ứng dụng GIS để thiết lập phương án đánh giá chất lượng nước ở Nam Triều Tiên.
2.3.5.2. Ở Việt Nam
GIS vốn là chủ đề nóng trên thế giới và gần đây - là công nghệ đang rất được chú ý tại Việt Nam. GIS có rất nhiều ứng dụng trong khoa học nghiên cứu, trong phục vụ đời sống, dịch vụ công ích, quản lý đất đai, quản lý đô thị, hạ tầng kỹ thuật và nhiều lĩnh vực khác.
Những thành tựu đáng kể nhất mà GIS đem lại được cả thế giới quan tâm hiện nay là cung cấp các thông tin giúp phòng tránh thiên tai, GIS với vấn đề sức khoẻ cộng đồng. Tại Việt Nam, công nghệ GIS cũng được thí điểm khá sớm, từ cuối thập niên 80 và đến nay đã được ứng dụng trong khá nhiều ngành như quy hoạch nông nghiệp, lâm nghiệp, quản lý rừng, lưu trữ tư liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý hạ tầng kỹ thuật đô thị... Những ứng dụng ban đầu tuy ở mức độ vi mô trong một số chuyên ngành hẹp nhưng đã mang lại những hiệu quả bước đầu.
Ngày 7/11 đến 11/11/2005 - Hội nghị Viễn thám châu Á (ACRS) lần thứ 26 đã được tổ chức trọng thể tại Hà Nội. Lần đầu tiên hội nghị ACRS được tổ chức tại Việt Nam với sự tham dự của đại biểu đến từ hơn 40 nước và các nhà khoa học Việt Nam trong lĩnh vực này. Nhằm trao đổi các thông tin mới nhất trong các lĩnh vực công nghệ viễn thám, vũ trụ, đo ảnh, đặc biệt là Hệ thống thông tin địa lý và nhiều ứng dụng khác. Tại trang thông tin địa lý Việt Nam trực tuyến http://gis.chinhphu.vn , bạn có thể xem chi tiết tất cả bản đồ địa lý trên các tỉnh
thành Việt Nam thông qua hệ thống thông tin địa lý (GIS). Tất cả các đơn vị hành chính đều được đưa chi tiết lên bản đồ thông qua tương tác từ người xem. Bạn dễ dàng tra cứu địa danh khi cần.
Hiện nay công nghệ GIS đã và đang được ứng dụng phổ biến, ở nhiều lĩnh vực khác nhau. Công nghệ GIS phát triển đã tạo điều kiện cho việc xây dựng hệ thống thông tin đất đai trên cơ sở các loại bản đồ dạng số, giúp cho việc xử lý, quản lý và khai thác thông tin đất đai một cách hiệu quả, đặc biệt bản đồ địa chính được xây dựng bằng công nghệ số có độ chính xác cao, chi tiết đến từng thửa đất, đáp ứng yêu cầu về chất lượng phục vụ cho việc cấp GCNQSDĐ, là cơ sở để thực hiện việc giao đất, cho thuê đất, thực hiện các dự án đầu tư phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng, phục vụ cho công tác quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch ngành, kiểm kê tài nguyên, kiểm soát môi trường, xây dựng phát triển... Cụ thể như:
- Dự án Ứng dụng GIS trong quản lý di sản ở Cố đô Huế của UBND Thừa Thiên - Huế là dự án thành công với số vốn đầu tư hơn 30 tỷ đồng. Dù chỉ mới triển khai được vài năm, nhưng nhờ GIS, Huế cũng đã bước được những bước đầu tiên trong việc phát huy hiệu quả của GIS trong quản lý di sản. Khách du lịch cũng đã bước đầu được cung cấp thêm công cụ tìm kiếm đường đắc lực, nhà quản lý cũng đã có được những cái nhìn tổng thể về phát triển du lịch Huế để chuẩn bị cho những chiến lược dài hơn bảo tồn và phát triển di sản cố đô.
- Ý tưởng xây dựng bản đồ dự báo ngập lụt cho Hội An do ông Lê Hữu Hùng, Phó Trưởng phòng Kinh tế Hội An đã đề xuất. Sau 3 năm thực hiện, giải pháp kỹ thuật ứng dụng công nghệ GIS (hệ thống thông tin địa lý) để xây dựng bản đồ ngập lụt đã được Hội đồng Khoa học và công nghệ thành phố xếp loại xuất sắc. Năm 2009, giải pháp này đã được Ban tổ chức Hội thi sáng tạo kỹ thuật tỉnh Quảng Nam lần thứ III trao giải khuyến khích.
- Ngày 18/7/2011, tại Sở KH&CN tỉnh Quảng Trị đã diễn ra Lễ bàn giao dự án ứng dụng công nghệ GIS để quản lý và tra cứu thông tin liệt sỹ và khai trương trang WebGIS Nghĩa trang liệt sỹ quốc gia Trường Sơn. Dự án ứng dụng công nghệ GIS để quản lý và tra cứu thông tin liệt sỹ tại Nghĩa trang liệt sỹ quốc gia Trường Sơn do Trung tâm Ứng dụng HTTT Địa lý thành phố Hồ Chí Minh thực hiện, Sở KH&CN TP. Hồ Chí Minh làm chủ đầu tư với tổng mức đầu tư hơn 1,3 tỷ đồng do UBND TP. Hồ Chí Minh tài trợ.
- Ứng dụng kỹ thuật Viễn thám và công nghệ GIS để xác định biến động đất đai trong tiến trình đô thị hóa ở huyện Gia Lâm và quận Long Biên thành phố Hà Nội (Tạp chí khoa học đất số 30, Nguyễn Khắc Thời, Trần Quốc Vinh, Lê Thị Giang, Nguyễn Thị Thu).
- Ứng dụng công nghệ GIS - Viễn thám để đánh giá tình hình biến động lòng dẫn hạ lưu sông Thu Bồn do trường Đại học thuỷ lợi thực hiện.
- Ứng dụng công nghệ GIS trong việc dự báo lũ quét tại Yên Bái.
- Nhiều tỉnh, thành phố trong đó có: TP Hồ Chí Minh, Hà Nội, Khánh Hòa, Thừa Thiên Huế, Hải Phòng đã xây dựng xong dự án khả thi ứng dụng GIS cho quản lý hành chính và nhiều lĩnh vực kinh tế, văn hóa, xã hội.
Hội thảo khoa học Ứng dụng GIS toàn quốc được tổ chức đều đặn hàng năm giữa các trường đại học, các viện nghiên cứu, và các công ty, tổ chức trong các ngành lĩnh vực có liên quan – như:
- Hội thảo “Ứng dụng GIS toàn quốc lần thứ V - 2013” đã được tổ chức vào ngày 25, 26/10/2013 tại Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội (nay là Học viện Nông nghiệp Việt Nam).
- Hội thảo "Ứng dụng GIS toàn quốc 2017 - An ninh nguồn nước và Biển đổi khí hậu" được tổ chức tại trường Đại học Quy nhơn vào ngày 02, 03/12/2017 và vào các năm khác - với mục đích trao đổi về những kết quả nghiên cứu ứng dụng GIS, viễn thám, nâng cao năng lực ứng dụng GIS, viễn thám trong quản lý nhà nước, giảng dạy và nghiên cứu khoa học tại Việt Nam.
2.3.6. Sự kết hợp giữa Web and Gis
Theo Trần Nam Phong và cs. (2014) các hệ thống Web-GIS đều hoạt động theo mô hình máy chủ - máy khách (Server - Client):
- Server side: cho phép người dùng gửi yêu cầu lấy dữ liệu và phân tích trên máy chủ. Máy chủ sẽ thực hiện các yêu cầu và gửi trả dữ liệu hoặc kết quả cho người dùng.
- Client side: cho phép người dùng thực hiện vài thao tác phân tích trên dữ liệu tại chính máy người dùng.
- Server và client: kết hợp hai phương thức server side và client side để phục vụ nhu cầu của người dùng.
Hình 2.6. Sự kết hợp giữa Web and Gis (nguồn ESRI)
Phần lớn những phần mềm mã nguồn mở về GIS đáp ứng cả nhu cầu của cộng đồng mã nguồn mở lẫn các công ty tư nhân để phát triển, tích hợp, hỗ trợ kỹ thuật và đào tạo. Nhờ vào tính mở của các phần mềm loại này, các công ty loại nhỏ và trung bình có thể dễ dàng cung cấp các giải pháp và dịch vụ của họ sau khi phát triển thêm từ các mã nguồn mở. Để có thể phát triển các ứng dụng thông tin địa lý trên các phần mềm mã nguồn mở đòi hỏi các lập trình viên có kỹ thuật cao và nhiều kinh nghiệm. Đòi hỏi sự hiểu biết sâu về công nghệ Web, ngôn ngữ Web cũng như các hệ thống dữ liệu địa lý. Các phần mềm GIS thương mại hiện nay được đa phần người dùng GIS chuyên nghiệp sử dụng. Trong đó, đáng chú ý là các sản phẩm của hãng ESRI, như:
- Những phần mềm ArcGIS Desktop cho phép tạo, phân tích, vẽ bản đồ, quản lý, chia sẻ và xuất bản thông tin địa lý;
- Những module mở rộng của ArcGIS như Spatial Analyst, 3D Analyst, Network Analyst…;
- ArcSDE là phần mềm cho máy chủ cho phép nhiều người dùng truy cập vào hệ cơ sở dữ liệu không gian địa lý được lưu trữ trong hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ;
- ArcIMS là giải pháp cung cấp những bản đồ động, dữ liệu GIS và dịch vụ qua Web;
- MapObject, ArcEngine, ArcGIS Server là những công cụ để phát triển các ứng dụng GIS. Sản phẩm của ESRI với ưu điểm là xây dựng hệ thống Web – GIS nhanh, có thể kết hợp với các công nghệ nền khác, với các hợp phần do người lập trình tự phát triển và bản thân những phần mềm của hãng ESRI có những công cụ mà các phần mềm GIS mã nguồn mở chưa phát triển được. Tuy nhiên, chi phí chuyển giao công nghệ còn cao và chỉ phù hợp với các dự án lớn.
Hình 2.7. Các thành phần của hệ thống WebGis (nguồn ESRI) 2.3.7. Đặc điểm của một hệ thống WebGIS
2.3.7.1. Cho phép quản lý nhiều bản đồ
- Người dùng có thể chọn và mở bất kỳ một bản đồ, chương bản đồ nào 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.
2.3.7.2. Cho phép chọn lọc, tìm kiếm thông tin
- Đo khoảng cách các đối tượng.
- Xem thông tin thuộc tính và không gian của một đối tượng. - Tìm kiếm đối tượng trên bản đồ.
2.3.7.3. Cho phép cập nhật thông tin
- Cập nhật trực tiếp các thông tin thuộc tính của một đối tượng trên trang Web, ví dụ như các chỉ tiêu về dân số, kinh tế, đầu tư của một huyện.
- Cập nhật các thông tin không gian trên trang Web, ví dụ như toạ độ địa 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 đồ tương ứng.
2.3.7.4. Quản trị hệ thống
- 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.
2.3.7.5. In ấn
Người dùng có thể in bản đồ ở bất kì tỷ lệ nào, và bất kỳ lớp nào. Nếu khi in người dùng muốn bổ sung các thông tin khác thì họ có thể soạn thêm nội dung rồi mới in ra.
2.3.7.6. Tích hợp Multimedia
- Người dùng có thể xem các báo cáo ứng với mỗi bản đồ và được phân theo các năm báo cáo.
- Quản lý cập nhật thông tin cho báo cáo.
- Trong khi xem báo cáo thì có thể xem các biểu đồ tổng kết, các hình ảnh, âm thanh, film tài liệu phụ họa cho bản báo cáo (VietGIS, 2015).
2.3.8. Một số ưu điểm của ArcGis Online
Có thể sử dụng ngay lập tức: ArcGIS Online có thể sử dụng ngay lập tức
mà không cần cài đặt hay thiết lập gì cả. Đó là phần mềm được phân phối dưới dạng dịch vụ, mang đến cho bạn và đồng nghiệp những công cụ trực quan để có thể tạo và xuất bản ứng dụng và bản đồ theo nhu cầu. Bạn nắm trong tay dữ liệu của mình và mang đến cho mọi người những bản đồ có thể dễ dàng sử dụng trên nền web.
Tiếp cận với người dùng: Bạn không tốn sức khi chia sẻ các bản đồ trên
các blog, trang web và ứng dụng web, hoặc trên Facebook và Twitter.
Với thiết bị di động: Với ứng dụng ArcGIS hoàn toàn miễn phí dành cho
điện thoại thông minh và máy tính bảng, bạn và cơ quan của mình có thể truy cập vào các bản đồ ở bất cứ nơi đâu, vào bất cứ lúc nào. Đơn giản hơn nữa là dùng trình duyệt web trên thiết bị di động của mình để khám phá các nội dung, báo cáo và các bộ dữ liệu, và thực hiện các phân tích GIS. Thực hiện tất cả mà không cần phải làm gì thêm.
Các nội dung có thể sử dụng ngay lập tức: Bạn có thể truy cập bộ sưu tập phong phú các bản đồ nền, bản đồ về dân số, dịch vụ ảnh, và dữ liệu. Những bản đồ này là những cơ sở tốt cho công việc của bạn và được tạo từ những nhà cung cấp dữ liệu thương mại hoặc từ cộng đồng người dùng GIS trên toàn thế giới.
Dễ dàng trong việc cộng tác: ArcGIS Online đem đến cho bạn một không
gian làm việc trực quan và tiện dụng cho việc hợp tác với những người dùng