- Đo khoảng cỏch từ vệ tinh tới mỏy thu dựa vào thời gian di
Cỏc mỏy thu Carier.
+ Đặc điểm:
- Đo đếm bước súng (N) và đo pha (phase) của bước súng giữa vệ tinh và mỏy thu và cho độ chớnh xỏc cao.
Một số mỏy GPS đang sử dụng trong Quõn đội. a. Mỏy GPS Garmin
- GPS cầm tay du lịch.
- Đo tuyệt đối: khoảng 5-10 một. - Dựng 2 pin AA. - Cú 6 phớm cơ bản. - Mỏy cú 5 màn hỡnh chớnh. - Dẫn đường, tỡm điểm… b. Mỏy GPS Explorist 500 - 14 kờnh song song. - Kớch thước 11,3x5,3x3,3 cm. Hỡnh 1.20: Mỏy GPS Garmin
Hỡnh 1.22: Mỏy GPS Juno
- Trọng lượng mỏy 110 gam. - Đo tuyệt đối: khoảng 3-7 một. - Hỡnh ảnh: 4.6x3.6cm.
- Dựng 3 pin AA + ỏc quy Niken. - Mỏy cú 4 màn hỡnh dẫn đường. - Thẻ nhớ SD.
- Xỏc định vị trớ, phương vị.
- Chuyển đổi hệ tọa độ BL-XY và ngược lại.
- Chuyển đổi hệ quy chiếu từ WGS84-HN72-UTM-VN2000. - Đo và tớnh diện tớch.
- Chỉnh lý đối tượng địa vật, giao thụng… - Dẫn đường, tỡm điểm.
c. Mỏy Juno SC
+ Đặc tớnh của mỏy:
+ Độ chớnh xỏc 2-5 m trong khi đo thời gian thực.
+ Độ chớnh xỏc 1-3 m sau xử lý.
+ Phần mềm điều khiển Microsoft Windows Mobile 6.1. Phần mềm GPS Terasync và cỏc
phần mềm khỏc. Tớnh năng tỏc dụng:
+ Mỏy vừa đo tĩnh, vừa đo động. + Dẫn đường, tỡm điểm.
+ Chỉnh lý bản đồ, giao thụng…
+ Thu nhận và lưu trữ dữ liệu đo định vị. + Đo vẽ bản đồ, cập nhật thụng tin… Trong nội dung đồ ỏn tụi sẽ đi sõu vào giới thiệu, chức năng và một số thao tỏc chớnh của mỏy GPS Geo XT 2005.
d. Mỏy GeoExplorer XT2005.
Đặc tớnh của mỏy:
+ Độ chớnh xỏc dưới 1 m với đo xử lý sau.
+Đo tĩnh 2 mỏy thu với độ chớnh xỏc khoảng 0,02 một. +Đo tuyệt đối với độ chớnh xỏc khoảng 3-7 một.
+ Phần mềm điều khiển Microsoft Windows Mobile 5.0. Phần mềm GPS Terasync và cỏc phần mềm khỏc.
Tớnh năng tỏc dụng:
+ Mỏy vừa đo tĩnh, vừa đo động. + Dẫn đường, tỡm điểm.
+ Chỉnh lý bản đồ, giao thụng…
+ Thu nhận và lưu trữ dữ liệu đo định vị.
Bộ cấp điện Sỏch và đĩa HDSD Cỏp nối USB Miếng dỏn BV màn hỡnh Bỳt cảm ứng Dõy đeo mỏy máy Hỡnh 1.24: Một số phụ kiện mỏy thuGeo2005 Tỳi đựng mỏy Đế hỗ trợ Hỡnh 1.25: Mặt trước mỏy GeoXT 2005 Mỏy thu GPS tớch hợp Cổng nối anten ngoài
Tớch hợp thiết bị vụ tuyến Bluetooth và Wlan Mỏy tớnh cầm tay Bàn phớm Màn hỡnh màu TFT nõng cấp Khe cắm thẻ nhớ SD Micropho ne
Cỏc phớm chức năng gồm 11 phớm như hỡnh vẽ:
- Mỏy sử dụng phần mềm điều khiển GPS (Terasync) theo một số Menu chớnh sau: Hỡnh 1.26: Mặt sau mỏy GeoXT2005 Cỏc cổng COM GPS Bộ xử lý CPU Bộ nhớ chớnh 64MB RAM Bộ nhớ Flash trong Dõy giữ mỏy Pin trong Cổng giao tiếp và kết nối Lo a Hỡnh 1.27: Cỏc phớm chức năng Phớm START Phớm OK Phớm DISPLAY Phớm dẫn đường Phớm POWER Cỏc phớm dành cho ứng dụng
- Dạng hiển thị khi làm việc với menu Data:
Hỡnh 1.28: Cấu trỳc phần mềm Terasync
Chức năng
Xem, hiển thị file bản đồ, bản đồ nền màn hỡnh Làm việc với dữ liệu: tạo file mới, mở file.
Chỉnh sửa, xúa bỏ, đổi tờn file Chức năng dẫn đường, tạo mới điểm
Waypoinys
Thụng tin về tỡnh trạng vệ tinh
Cài đặt cấu hỡnh Terasync
Hỡnh 1. 29: Dạng hiển thị khi làm việc với Menu Data.
Nỳt chế độ làm việc
Giỏ trị nhập
Biểu tượng đang ghi dữ liệu
Biểu tượng nguồn điện
Biểu tượng
chế độ đo thời gian thực
Chương 2
TỔNG QUAN VỀ GIS 2.1. Giới thiệu chung về GIS
GIS (GIS – Geographic Information System) là hệ thống thụng tin hệ thống địa lý, nú là một nhỏnh của cụng nghệ thụng tin được hỡnh thành vào những năm 1960 và phỏt triển rộng rói trong 10 năm trở lại đõy. GIS cú khả năng trợ giỳp cỏc cơ quan chớnh phủ, cỏc nhà quản lý, cỏc doanh nghiệp ,cỏc cỏ nhõn… đỏnh giỏ được hiện trạng của quỏ trỡnh, cỏc thực thể tự nhiờn , kinh tế- xó hội thụng qua cỏc chức năng thu thập quản lý, truy vấn, phõn tớch và tớch hợp cỏc thụng tin được gắn với cỏc nền bản đồ trờn cơ sở tọa độ của cơ sở dữ liệu đầu vào.Một hệ thống GIS bao gồm cỏc thành phần : con người, phần cứng, phần mềm và cơ sở dữ liệu.
Hệ thống thụng tin địa lý là một tập hợp cỏc cụng cụ cho việc thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi cỏc dữ liệu mang tớnh chất khụng gian từ thế giới thực để giải quyết cỏc bài toỏn ứng dụng phục vụ cho cỏc mục đớch cụ thể. Là phương phỏp để hỡnh dung, mụ phỏng, phõn tớch và thể hiện dữ liệu khụng gian.
GIS được hỡnh thành từ cỏc nghành khoa học :Địa lý,Bản đồ,Tin học và Toỏn học.Chỉ đến những năm 80 thỡ GIS mới cú thể phất huy hết khả năng của mỡnh do sự phỏt triển mạnh mẽ của cụng nghệ phần cứng.Bắt đầu từ thập niờn 80, GIS đó trở nờn phổ biến trong cỏc lĩnh vự thương mại , khoa học và quản lý.GIS làm thay đổi đỏng kể tốc độ mà thụng tin địa lý được sản xuất ra,cập nhật và phõn phối.GIS cũng làm thay đổi phương phỏp phõn tớch dữ liệu địa lý , hai ưu điểm quan trọng của GIS so với bản đồ giấy là:
Dễ dàng cập nhật thụng tin khụng gian
GIS lưu trữ thụng tin về thế giới thục dưới dạng tập hợp cỏc lớp chuyờn đề cú thể liờn kết với nhau nhờ cỏc đặc điểm địa lý.
Túm lại ,hệ thống thụng tin địa lý là một hhẹ thống phần mềm mỏy tớnh được sử dụng trong việc vẽ bản đồ, phõn tớch cỏc vật thể, hiện tượngtồn tại trờn trỏi đất.Cụng nghệ GIS tổng hợp cỏc chức năng chung về quản lý dữ liệu như hỏi đỏp và phõn tớch thống kờ với sự thể hiện trực quan và phõn tớch cỏc vật thể hiện tượng khụng gian trong bản đồ.Sự khỏc biệt giữa GIS và cỏc hệ thống thụng tin bỡnh thường là tớnh ứng dụng của nú rất rộng trong việc giải thớch hiện tượng , dự bỏo và quy hoạch chiến lược.
2.2. Cỏc thành phần của hệ thống thụng tin địa lý.
GIS được kết hợp bởi năm thành phần chớnh : phần cứng, phần mềm, dữ liệu. con người và chớnh sỏch .
1. 2.2.1. Phần cứng
Phần cứng là hệ thống mỏy tớnh trờn đú một hệ GIS hoạt động .Ngày nay , phần mềm GIS cú khả năng chạy trờn nhiều dạng phần cứng , từ mỏy chủ trung tõm đến cỏc mỏy trạm hoạt động độc lập hoặc liờn kết mạng.
Cụng nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu khụng cú con người tham gia quản lý hệ thống và phỏt triển những ứng dụng GIS trong thực tế .Người sử dụng GIS cú thể là những chuyờn gia kỹ thuật, người thiết kờ và duy trỡ hệ thống hoặc những người dung GIS để giải quyết cỏc vấn đề trong cụng việc.
3. 2.2.3. Phần mềm
Là tập hợp cỏc cõu lệnh ,chỉ thị nhằm điều khiển phần cứng của mỏy tớnh thực hiện một nhiệm vụ xỏc định.Phần mờm của hệ thống thụng tin địa lý cú thể là một tổ hợp cỏc phần mềm mỏy tớnh.Phần mềm được sử dụng trong kỹ thuật GIS phải bao gồm cỏc tớnh năng cơ bản sau:
- Nhập và kiểm tra dữ liệu: bao gồm tất cả cỏc khớa cạnh về biến đổi dữ liệu đó ở dạng bản đồ , trong lĩnh vực quan sỏt vào một dạng số tương thớch.Đõy là giai đoạn rất quan trọng cho việc xõy dựng cở sở dữ liệu địa lý.
- Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu :Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu đề cập đến phương phỏp kết nối thụng tin vị trớ và thụng tin thuộc tớnh của cỏc đối tượng địa lý( điểm, đường ,vựng).Hai thụng tin này được tổ chức và liện hệ qua thao tỏc trờn mỏy tớnh .
- Xuất dữ liệu:Dữ liệu đưa ra là cỏc bỏo cỏo kết quả quỏ trỡnh phõn tớch tới người sử dụng , cú thể bao gồm cỏc dạng : bản đồ ,bảng biểu, biểu đồ, lưu đồ được thể hiện trờn mỏy tớnh , mỏy in,mỏy vẽ…
- Biến đổi dữ liệu:Biến đổi dữ liệu gồm hai lớp điều hành nhằm mục đớch khắc phục lỗi từ dữ liệu và cập nhật chỳng.Biến đổi dữ liệu cú thể được thực hiện trờn dữ liệu khụng gian và dữ liệu thuộc tớnh một cỏch tỏch biệt hoặc tổng hợp cả hai.
- Tương tỏc với người dung :Giao tiếp với người dung là yếu tố quan trọng nhất của bất cứ hệ thống thụng tin nào.Cỏc giao diện người dung ở một hệ thống thụng tin phụ thuộc vào mục đớch của ứng dụng đú.
Cỏc phần mềm tiờu chuẩn và sự dụng phổ biến hiờn nay trong khu vực chõu Á là ARC/INFO , MAPINFOR,SPAN,WINGIS…Hiện nay cú rất nhiều phần mềm mỏy tớnh chuyờn biệt cho GIS bao gồm cỏc phần mềm như sau:
- Phần mềm dung cho lưu trữ,xử lý số liệu thụng tin địa lý : ARC/INFO , SPAN, ERDAS-Image,MGE/MICROSTATION , WINGIS
- PhẦN mềm dung cho lưư trữ,xử lý và quản lý thụng tin địa lý: MAPINFO,ARCVIEW…
Tựy theo yờu cầu và khả năng ứng dụng trong cụng việc cũng như khả năng kinh phớ của đơn vị . việc lựa chọn một phần mềm mỏy tớnh sẽ khỏc nhau.
4. 2.2.4. Dữ liệu
Cú thể coi thành pần quảntọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu. Cỏc dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tớnhliờn quan cú thể được người sử dụng tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại.Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu khụng gian với cỏc nguồn dữ liệu khỏc , thậm chớ cú thể sử dụng DBMS để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu.
Số liệu được sử dụng trong GIS khụng chỉ là số liệu địa lý riờng lẽ mà cũn phải được thiết kế trong một cơ sở dữ liệu.Những thụng tin địa lý cú nghĩa là sẽ bao gồm cỏc dữ liệu về vị trớ địa lý, thuộc tớnh của thụng tin, mối quan hệ khụng gian của cỏc thụng tin và thời gian.Cú hai dangh số liệu được sử dụng trong kỹ thuật GIS là :
- Cở sở dữ liệu bản đồ : là những mụ tả hỡnh ảnh bản đồ được số húa theo một khuụn dạng nhất định mà mỏy tớnh hiểu được.Hệ thống thụng tin địa lý dung cở sở dữ liệu để xuất ra cỏc bản đồ trờn màn hỡnh hoặc ra cỏc thiết bị ngoại vi khac như mỏy in, mỏy vẽ.
- Số liệu thuộc tớnh : được trỡnh bày dưới dạng cỏc ký tự hoặc số, hoặc ký hiệu để mụ tả cỏc thuộc tớnh của cỏc thụng tin thuộc về địa lý.
Trong cỏc dạng dữ liệu trờn,số liệu vector là dạng thường sự dụng nhất.Tuy nhiờn , số liệu Raster rất hữu ớch để cú thể mụ tả cỏc dóy số liệu cú tớnh liờn tục như nhiệt độ, cao độ… và thực hiện cỏc phõntớch khụng gian của số liệu.Cũn số liệu thuộc tớnh được dựng để mụ tả cơ sở dữ liệu.
Cú nhiều cỏch để nhập số liệu , nhưng cỏch thụng thường nhất hiện nay là số húa bằng bàn số húa hoặc thụng qua việc sử dụng mỏy quột.
5. 2.2.5. Chớnh sỏch
Đõy là hợp phần quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, là yếu tố quyết định sự thành cụng của việc phỏt triển cụng nghệ GIS.Hệ thống GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này phải được bổ nhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cỏch cú hiệu quả để phục vụ người sử dụng thụng tin.
Để hoạt động thành cụng , hệ thống GIS phải được cài đặt trong một khung tổ chức phự hợp và cú nhưng hướng dón cần thiết để quản lý, thu thập, lưu trữ và phõn tớch dữ liệu,đồng thời cú khả năng phỏt triển hệ thống GIS theo nhu cầu.Trong quỏ trỡnh hoạt động ,mục đớch chỉ cú thể đạt được và tớnh hiệu quả của kỹ thuật GIS chỉ được minh chứng khi cụng cụ này cú thể hỗ trợ những người sử dụng thụng tin để giỳp họ thực hiện những mục tiờu cụng việc.Ngoài ra việc phối hợp giữa cơ quan chức năng cú liờn quan cững được đặt ra, nhằm gia tăng hiệu quả sử dụng của GIS cũng như cỏc nguồn số liệu hiện cú.
Như vậy trong năm hợp phần của GIS, hơp phần chớnh sỏch và quản lý đúng vai trũ rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống , đõy là yếu tố quyết định sự thành cụng của việc phỏt triển cụng nghệ GIS.
2.3. Ứng dụng GIS trong Mụi trường
Theo những chuyờn gia GIS kinh nghiệm nhất thỡ cú rất nhiều ứng dụng đó phỏt triển trong những tổ chức quan tõm đến mụi trường. Với mức đơn giản nhất thỡ người dựng sử dụng GIS để đỏnh giỏ mụi trường, vớ dụ như vị trớ và thuộc tớnh của cõy rừng. Ứng dụng GIS với mức phức tạp hơn là dựng khả năng phõn tớch của GIS để mụ hỡnh húa cỏc tiến trỡnh xúi mũn đất sư lan truyền ụ nhiễm trong mụi trường khớ hay nước, hoặc sự phản ứng của một lưu vực sụng dưới sự ảnh hưởng của một trận mưa lớn. Nếu những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vựng và ứng dụng sử dụng cỏc chức năng phõn tớch phức tạp thỡ mụ hỡnh dữ liệu dạng ảnh (raster) cú khuynh hướng chiếm ưu thế.
2.4. Ứng dụng GIS trong Khớ tượng thuỷ văn
Trong lĩnh vực này GIS được dựng như là một hệ thống đỏp ứng nhanh, phục vụ chống thiờn tai như lũ quột ở vựng hạ lưu, xỏc định tõm bóo, dự đoỏn cỏc luồng chảy, xỏc định mức độ ngập lụt, từ đú đưa ra cỏc biện phỏp phũng chống kịp thời... vỡ những ứng dụng này mang tớnh phõn tớch phức tạp nờn mụ hỡnh dữ liệu khụng gian dạng ảnh (raster) chiếm ưu thế
2.5. Ứng dụng GIS trong Nụng nghiệp, quản lý đất đai
Những ứng dụng đặc trưng: Giỏm sỏt thu hoạch, hệ thống quản lý đất đai, dự bỏo về hàng hoỏ, nghiờn cứu về đất trồng, kế hoạch tưới tiờu, kiểm tra nguồn nước.
2.6. Ứng dụng GIS trong Dịch vụ tài chớnh.
GIS được sử dụng trong lĩnh vực dịch vụ tài chớnh tương tự như là một ứng dụng đơn lẻ. Nú đó từng được ỏp dụng cho việc xỏc định vị trớ những chi nhỏnh mới của Ngõn hàng. Hiện nay việc sử dụng GIS đang tăng lờn trong lĩnh vực này, nú là một cụng cụ đỏnh giỏ rủi ro và mục đớch bảo hiểm, xỏc định với độ chớnh xỏc cao hơn những khu vực cú độ rủi ro lớn nhất hay thấp nhất. Lĩnh vực này đũi hỏi những dữ liệu cơ sở khỏc nhau như là hỡnh thức vi phạm luật phỏp, địa chất học, thời tiết và giỏ trị tài sản.
2.7. Ứng dụng GIS trong Y tế
Ngoại trừ những ứng dụng đỏnh gớa, quản lý mà GIS hay được dựng, GIS cũn cú thể ỏp dụng trong lĩnh vực y tế. Vớ dụ như, nú chỉ ra được lộ trỡnh nhanh nhất giữa vị trớ hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhõn cần cấp cứu, dựa trờn cơ sở dữ liệu giao thụng. GIS cũng cú thể được sử dụng như là một cụng cụ nghiờn cứu dịch bệnh để phõn tớch nguyờn nhõn bộc phỏt và lõy lan bệnh tật trong cộng đồng.
2.8. Ứng dụng GIS cho Chớnh quyền địa phương
Chớnh quyền địa phương là một trong những lĩnh vực ứng dụng rộng lớn nhất của GIS, bởi vỡ đõy là một tổ chức sử dụng dữ liệu khụng gian nhiều nhất.
Tất cả cỏc cơ quan của chớnh quyền địa phương cú thể cú lợi từ GIS. GIS cú thể được sử dụng trong việc tỡm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho việc hồ sơ giấy tờ hiện hành. Nhà cầm quyền địa phương cũng cú thể sử dụng GIS trong việc bảo dưỡng nhà cửa và đường giao thụng. GIS cũn được sử dụng trong cỏc trung tõm điều khiển và quản lý cỏc tỡnh huống khẩn cấp.