CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ GIS VÀ QUY ĐỊNH XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN ĐẤT
2.1.2. Các mô hình dữ liệu của GIS
* Các hợp phần dữ liệu GIS: gồm 2 hợp phần
- Dữ liệu không gian: dữ liệu vị trí biểu diễn các đối tượng địa lý gắn với vị trí thế giới thực. Được lưu trữ trong các file và được quản lý bởi phần mềm GIS.
Quy trình Phần cứng
Phần mềm
Dữ liệu Network
Con người
- Dữ liệu phi không gian: dữ liệu mô tả. Được lưu trữ trong các bảng và được quản lý bởi hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ.
* Các khuôn dạng của dữ liệu GIS: gồm 3 khuôn dạng
- Dữ liệu vector: Vector là một đoạn thẳng có hướng và có độ dài nhất định. Dữ liệu vector GIS có 3 dạng đối tượng: điểm, đường và vùng.
+ Điểm là một vector có độ dài bằng 0 và được xác định bằng cặp tọa độ x, y, (có thể có độ cao z).
+ Đường được xác định là một tập hợp các dãy điểm mô tả các đối tượng dạng tuyến. Kiểu đối tượng đường có đặc điểm:
● Là một dãy các cặp tọa độ
● Một arc bắt đầu và kết thúc bởi node
● Các arc nối với nhau và cắt nhau tại các node
● Hình dạng của arc được định nghĩa bởi các điểm vertices
● Độ dài chính xác bằng các cặp tọa độ
Hình 2.2: Dữ liệu vector được biểu diễn dưới dạng arc
+ Vùng được xác định là 1 đường khép kín có điểm đầu trùng điểm cuối. Kiểu đối tượng vùng có đặc điểm:
● Vùng được mô tả bằng tập hợp các đường (arcs) và điểm nhãn (label points)
● Một hoặc nhiều arc định nghĩa đường bao của vùng
● Một điểm nhãn label points nằm trong vùng để mô tả, xác định cho mỗi một vùng.
Hình 2.3: Dữ liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng
- Dữ liệu Raster: hiển thị dữ liệu vùng nghiên cứu dưới dạng các pixcel. Mỗi pixcel có giá trị hàng, cột và giá trị số. Mỗi picxel chứa thông tin về một đối tượng hay một phần của đối tượng. Cấu trúc dữ liệu raster đơn giản nhất là cấu trúc dạng bảng, ở đó có chứa thông tin về tọa độ và thuộc tính phi không gian. Cấu trúc dữ liệu raster đầy đủ là cấu trúc có đầy đủ các picxel sắp xếp theo những vị trí xác định. Cấu trúc raster rất thuận tiện cho phân tích không gian dựa trên nguyên tắc chồng xếp các lớp thông tin.
- Chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu raster và vector. Do yêu cầu của người sử dụng và tính chất nguồn tư liệu nên thường xuyên có sự chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu từ vector sang raster hoặc ngược lại. Raster hóa là quá trình chia đường hay vùng thành các ô vuông. Vector hóa là tập hợp các picxel có giá trị số giống nhau thành đường hay vùng.
Hình 2.4 : Chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector (Nguồn: Tor Bernhardsen,1992)
- Mô hình TIN (lưới tam giác không đều): là tập các điểm được nối với nhau thành các tam giác. Các tam giác này hình thành nên bề mặt 3 chiều.
Các điểm được lưu trữ cùng với giá trị gốc chiếu của chúng. Các điểm này không cần phải phân bố theo một khuân mẫu nào và mật độ phân bố cũng thay đổi ở các vùng khác nhau. Mô hình TIN là mô hình tuyến tính trong không gian ba chiều có thể được hình dung như sự kết nối đơn giản của một tập hợp các tam giác. Mô hình TIN rất hiệu quả trong việc xây dựng dữ liệu bề mặt và trong phân tích 3D. Mật độ của điểm trên bề mặt tỷ lệ với sự thay đổi của địa hình. Những bề mặt bằng phẳng tương ứng với mật độ điểm thấp và những địa hình đồi núi có mật độ điểm cao.
Mô hình TIN có thể được xây dựng từ dữ liệu vector GIS (điểm có giá trị độ cao, đường, vùng). Từ các dữ liệu về điểm, đường và vùng, phần mềm GIS sẽ tạo ra một mạng các tam giác tối ưu nhất, tức là các tam giác trong mạng càng đều càng tốt, mỗi tam giác là một bề mặt có độ dốc xác định.
Trong bản đồ học, phương pháp truyền thống để biểu diễn bề mặt địa hình là đường bình độ hay điểm độ cao, tuy nhiên đường bình độ và điểm độ cao không thuận tiện cho mục đích phân tích. Nếu có dữ liệu là đường bình độ thì thông thường chuyển sang phương pháp biểu diễn địa hình chung nhất của hệ GIS lưới tam giác không đều (TIN). Mô hình TIN sẽ bao gồm dãy tam giác không phủ nhau bao trùm toàn bộ bề mặt topo, mỗi tam giác xác định một mặt phẳng, đỉnh của tam giác được mã hoá bởi vị trí của chúng và gắn độ cao. Khoảng cách không đều của các điểm độ cao dẫn tới ta có tập các tam giác có kích thước và hình dạng khác nhau. GIS chứa dữ liệu độ cao trong mô hình TIN cho phép tính toán độ dốc rất hiệu quả, chúng cho phép phát sinh đường bình độ hay phác hoạ ảnh vùng nghiên cứu.