Chương 3: CÁC CHỨC NĂNG CỦA GIS
3.1.2. Các phương pháp nhập dữ liệu trong GIS
a) Phương pháp sốhóa
Sốhố là phương pháp chuyển đổi các dữ liệu truyền thống (dữ liệu tương tự) thành dạng dữ liệu dạng sốđể máy tính có thể hiểu được. Sốhóa có thểđược thực hiện bằng thủcơng, tựđộng hoặc bán tựđộng. Trong thực tế, người ta hay gọi số hóa thay cho số hóa thủ cơng và phân biệt nó với việc qt dữ liệu. Cơng việc số hóa thường phải tập trung cao độ, đòi hỏi độ tỉ mỉ và tính kiên trì. Xây dựng dữ liệu vector bằng phương pháp sốhóa mất nhiều thời gian với chi phí rất cao.
Số hóa là chức năng để nhập dữ liệu không gian điểm, đường và vùng. Trong q trình số hóa các đối tượng điểm, đường, vùng được chuyển đổi thành tọa độ x, y của dạng dữ liệu vector. Một điểm được thể hiện bằng một cặp tọa độ, một đường được thể hiện bằng một chuỗi các cặp tọa độ, một vùng được thể hiện bằng các đường kép kín.
Phương pháp phổ biến để sốhóa bản đồlà sử dụng bàn sốhóa. Bàn sốhóa là một thiết bị chuyên dụng gồm mặt bàn, con trỏvà các thiết bị kết nối với máy tính. Con trỏbàn sốhóa có một bộ phận nhìn quang học, có các sợi chữ thập cho phép người sử dụng điều khiển và định hướng trong q trình số hóa. Các nút trên con trỏđược lập trình để tiến hành một số chức năng sốhóa.
Để số hóa được dữ liệu bản đồ giấy, đầu tiên đặt bản đồ giấy lên bàn số hóa, sử dụng con trỏđểkhai báo các mốc tọa độ khống chế. Khi con trỏđược ấn, máy tính sẽ ghi lại các tọa độ x, y của vịtrí hiện tại. Vùng cảm ứng điện từ sẽ ghi lại tọa độcác đối tượng sốhóa. Trong q trình sốhóa, tại các giao điểm hoặc điểm nút có thể bỏ qua hoặc sốhóa như một đối tượng độc lập.
Sốhóa thủcơng được thực hiện bằng hai cách: sốhóa điểm và sốhóa dịng. Số hóa điểm là cách đưa con trỏđến điểm cần sốhóa và ấn nút để nhập tọa độ của điểm đó vào máy tính. Ưu điểm của phương thức sốhóa điểm là chính xác, tiết kiệm bộ nhớvà phù hợp với đối tượng điểm hoặc đường, nhược điểm là mất nhiều thời gian. Trong sốhóa dịng, khơng cần phải ấn nút số hóa cho từng điểm mà di chuyển con trỏ dọc theo đối tượng cần sốhóa, dữ liệu sốhóa sẽ đồng loạt nhập vào máy tính. Ưu điểm của phương thức sốhóa dịng là nhanh, phù hợp với các đối tượng đường cong, đường ngoằn ngoèo, các đường đồng mức nhưng nhược điểm là kém chính xác và tốn bộ nhớmáy tính.
Tính hiệu quả và độ chính xác của q trình số hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là chất lượng của bản đồ gốc. Bản đồ gốc phải đảm bảo độ chính xác, rõ nét, khơng nhịe, cong, rách. Các chỉ số và dữ liệu trên bản đồ gốc phải
chính xác, phù hợp và đồng nhất về tỷ lệ, lưới chiếu và bố cục. Trong q trình số hóa phụ thuộc vào các thao tác phải đảm bảo độ chính xác, dứt khốt và phù hợp. Kết thúc q trình sốhóa cần tìm kiếm, hiệu chỉnh các lỗi mắc phải trong quá trình sốhóa.
b) Phương pháp scanner
Phương pháp scanner là phương pháp nhập dữ liệu bằng máy quét bản đồ (máy scanner), dữ liệu bản đồ giấy sẽđược sốhóa tựđộng chuyển sang dữ liệu số bằng thiết bịquét. Phương pháp scanner là cách nhanh nhất để nhập dữ liệu bản đồ vào máy tính. Dữ liệu đầu vào thường là ảnh số dưới dạng dữ liệu raster, muốn tạo ra dữ liệu vector phải thực hiện q trình vector hóa (tựđộng hoặc sốhóa trên màn hình).
Q trình qt bao gồm các bước: chuẩn bị, thực hiện thao tác quét và biên tập dữ liệu. Công tác chuẩn bị bao gồm cả chuẩn bị phần cứng máy tính, máy quét, phần mềm và dữ liệu bản đồ cần quét. Hiện nay, có 2 loại máy quét scanner là máy đen trắng và máy màu. Máy scanner đen trắng sẽ nhận năng lượng phản xạ trực tiếp từ bản đồ. Máy scanner màu có bộ phân tích thành 3 dải màu cơ bản (R - đỏ, G - xanh lá cây và B - xanh lam) và ghi chúng thành các cấp độ khác nhau. Thao tác qt thơng thường được máy tính làm tựđộng, tuy nhiên cần lựa chọn độphân giải và kích cỡảnh cho phù hợp. Dữ liệu quét sẽđược lưu trữtrong máy tính dưới dạng các file raster.
Kết quả quét tạo ra các file dữ liệu raster trong đó mỗi pixel mang một giá trịkhác nhau. Chất lượng của dữ liệu raster phụ thuộc vào thiết bịquét, độ phân giải theo mỗi chiều của mặt phẳng quét và độphân giải theo tín hiệu phản xạ từ bản đồ. Ngoài ra chất lượng file dữ liệu raster còn phụ thuộc vào bản đồquét. Bản đồqt phải sạch sẽ, khơng có vết bẩn, khơng nhàu nát; các đường nét trên bản đồ phải có độ rộng cần thiết, không bị chia cắt và phân bốkhông quá phức tạp.
c) Phươngpháp nhập từ dữ liệu viễn thám
Viễn thám là một ngành khoa học thu nhận thông tin của bề mặt Trái đất mà không tiếp xúc trực tiếp. Dữ liệu viễn thám rất đa dạng, đây là sản phẩm của nhiều loại viễn thám khác nhauvàlà nguồn dữ liệu quan trọng đểxây dựng cơ sở dữ liệu GIS. Nguồn dữ liệu viễn thám có thểđược chia làm 2 loại: dữ liệu truyền thống (dữ liệu tương tự) và dữ liệu số.
Dữ liệu truyền thống thường là ảnh hàng không, lưu trữdưới dạng bản cứng gồm ảnh in trên giấy, phim, các âm bản đen trắng hay màu ở tỷ lệkhác nhau. Dữ liệu truyền thống có thể đọc và giải đoán bằng mắt thường, sử dụng phương pháp số hóa hoặc scanner để nhập vào dữ liệu GIS.
Dữ liệu số tồn tại dưới dạng ảnh vệ tinh (dữ liệu raster) được lưu trữtrong các mơi trường tương thích như băng, đĩa từ, đĩa quang trong các thiết bị viễn thám. Dữ liệu số khơng thểđọc và giải đốn bằng mắt thường mà cần đến các phần mềm chuyên dụng xử lý ảnh số. Vì vậy, việc nhập dữ liệu viễn thám vệ tinh vào hệ thống dữ liệu GIS có thể thơng qua các phần mềm xửlý ảnh viễn thám, nhập từcác file ảnh số, hoặc truyền trực tiếp dữ liệu từ các thiết bị viễn thám vào ổ cứng máy tính để sử dụng cho dữ liệu GIS như các file dữ liệu ảnh raster bình thường.
d) Phương pháp nhập từ dữ liệu đo đạc, điều tra thực tế
Phương pháp đo đạc, điều tra thực tế là một trong những phương pháp phổ biến nhằm thu thập dữ liệu GIS. Công tác đo đạc, điều tra thực tế bao gồm xác định tọa độ các điểm, đo khoảng cách, đo hướng, đo độ chênh cao, dữ liệu thống kê, điều tra lấy mẫu, thu thập các dữ liệu khơng gian và thuộc tính đi kèm. Thiết bị đo đạc để thu thập dữ liệu bao gồm các thiết bị vệtinh, quang cơ, điện tửvà quang điện tửnhư GPS, máy kinh vĩ, máy tồn đạc, máy thủy bình, thước, địa bàn,... Dữ liệu đo đạc, điều tra thực tế có thể nhập vào GIS thơng qua bàn phím hoặc nhập trực tiếp từcác thiết bị ngoại vi kết nối với máy tính.
e) Phương pháp nhập trực tiếp từbàn phím
Nhập dữ liệu trực tiếp từbàn phím thơng thường chỉ áp dụng cho nhập các dữ liệu thuộc tính. Q trình nhập dữ liệu thuộc tính trực tiếp từbàn phím bao gồm: Q trình khởi động cơ sở dữ liệu hoặc thiết lập cơ sở dữ liệu mới; mởcác bảng thuộc tính tương ứng và đưa về chếđộkích hoạt để nhập dữ liệu; Kiểm tra và cập nhật các mã khóa; kết nối các bảng dữ liệu thuộc tính với dữ liệu khơng gian.
f) Phương pháp chuyển đổi dữ liệu
Phần lớn các phần mềm GIS đều cho phép chuyển đổi dữ liệu đầu vào từ hệ thống này sang hệ thống khác. Điều này cho phép chức năng nhập dữ liệu được thuận tiện hơn, dữ liệu của các hệ thống khác nhau có thể chia sẻ, chuyển đổi cho nhau. Thơng thường dữ liệu GIS có thể chuyển đổi từcác phần mềm khác nhau trong cùng hệ thống, chuyển đổi dữ liệu từ hệ thống bản đồ kỹ thuật số, chuyển đổi dữ liệu từmơ hình sốđộ cao (DEM), chuyển đổi dữ liệu từ hệ thống AutoCAD,...