2. TỔNG QUAN
2.2.2Các thành phần của GIS
GIS bao gồm các hợp phần cơ bản như sau: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, người ựiều hành, phương pháp (hình 2.15).
Hình 2.15 Các thành phần của GIS
2.2.2.1 Phần cứng
Phần cứng của một hệ GIS gồm máy vi tắnh, cấu hình và mạng công việc của máy tắnh, các thiết bị ngoại vi nhập xuất dữ liệu và lưu trữ dữ liệu. Các máy tắnh có thể làm việc ựộc lập hoặc có thể ựược ựặt vào một mạng liên kết. Các thiết bị nhập dữ liệu như bàn số hóa hoặc máy quét dùng ựể chọn lọc các ựặc tắnh ựịa lý từ một bản ựồ hay ảnh nguồn vào hệ thống máy tắnh dưới dạng dữ liệu số vectơ hay ma trận dạng lưới.
Bộ phận ựiều khiển trung tâm (CPU) ựược nối với bộ phận lưu trữ (diskdrive) làm nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu và chương trình máy tắnh. Các thiết bị ngoại vi khác như máy in, máy vẽ (plotter) thường ựược dùng ựể trình bày, hiển thị và in các dữ liệu kết quả ựã ựược xử lý. Các ổ ựĩa DVD, CD, modem ựược sử dụng ựồng thời trong việc lưu trữ các dữ liệu ựầu vào và ra của hệ thống hay ựóng vai trò chuyển dữ liệu giữa các hệ thống thông tin với nhau. Người sử dụng có thể thể hiện dữ liệu như bản ựồ trên màn hình từ máy tắnh và các thiết bị ngoại vi như máy quét, máy in.[9]
2.2.2.2 Phần mềm
Một hệ thống phần mềm xử lý GIS yêu cầu phải có hai chức năng sau: tự ựộng hoá bản ựồ và quản lý cơ sở dữ liệu. Sự phát triển kỹ thuật GIS hiện ựại liên quan ựến sự phát triển của hai hợp phần này.
- Tự ựộng hoá bản ựồ: bản ựồ học là môn khoa học, nghệ thuật và kỹ thuật thành lập bản ựồ. Do ựó, tự ựộng hoá bản ựồ là thành lập bản ựồ với sự trợ giúp của máy tắnh. Bản ựồ là sự thể hiện bằng ựồ họa của mối quan hệ không gian và các hình dạng và mỗi một bản ựồ là sự mô hình hoá thực tế theo những tỷ lệ nhất ựịnh. Mô hình ựó yêu cầu biến ựổi các số liệu ghi bản ựồ thành bản ựồ và gồm các công ựoạn sau: Lựa chọn, phân loại, làm ựơn giản hóa và tạo mẫu ký tự.
Các phần mềm tiện ắch thông qua máy tắnh trợ giúp cho việc thành lập bản ựồ trên nhiều phương diện như sau:
Trước hết, bản ựồ trong máy tắnh là dạng số nên dễ dàng chỉnh sửa và việc chỉnh lý ựó tốn ắt công sức hơn so với việc không có sự trợ giúp của máy tắnh. Mặc dù việc số hóa có thể dẫn ựến nhiều lỗi và làm giảm ựộ chắnh xác, song các lỗi ựó có thể sửa dễ dàng nếu phát hiện ựược. Khi ựó, bản ựồ sẽ ựược hoàn thiện và lượng thông tin sẽ ựược nâng lên. đặc biệt, việc bổ sung thông tin cho bản ựồ cũng dễ dàng thực hiện ựược.
Thứ hai, quá trình tạo chú giải và các chỉ dẫn lên bản ựồ ựược thao tác với tốc ựộ nhanh nên giá thành thấp. Việc lựa chọn, phân loại và làm ựơn giản hóa các ựặc ựiểm bản ựồ cũng ựược thực hiện một cách khoa học. Quá trình thiết kế và khái quát hóa bản ựồ cũng ựược lập trình và tạo nên các chức năng cụ thể của phần mềm. Kết quả như mong muốn có thể ựạt ựược bởi nhiều cán bộ bản ựồ hoặc do chắnh một cán bộ bản ựồ làm trong nhiều thời gian khác nhau.
Thứ ba, thiết kế bản ựồ có thể ựược hoàn thiện hơn qua việc thử và chỉnh sửa lỗi. Kắch thước, hình dạng hoặc vị trắ của chữ hoặc ký hiệu trên bản
- Quản lý dữ liệu: GIS phải có khả năng ựiều khiển các dạng khác nhau của dữ liệu ựịa lý ựồng thời có thể quản lý hiệu quả một khối lượng lớn dữ liệu với một trật tự rõ ràng. Một yếu tố rất quan trọng của phần mềm GIS là cho khả năng liên kết hệ thống giữa việc tự ựộng hóa bản ựồ và quản lý cơ sở dữ liệu. Các tài liệu mô tả cho một vị trắ bất kỳ, có thể liên hệ một cách hệ thống với vị trắ không gian của chúng. Sự liên kết ựó là một ưu thế nổi bật của việc vận hành GIS:
Thứ nhất: các tài liệu liệu thuộc tắnh nhất thiết phải ựược thể hiện trên những chi tiết của bản ựồ. Vắ dụ số liệu về dân số của một thành phố cũng ựược gọi ra một cách tự ựộng mà không cần phải có một sự tra cứu nào khác. đối với bản ựồ học thì công việc tra cứu thường phải làm ựộc lập, không thực hiện tự ựộng ựược. Ngoài ra việc bổ sung số liệu cũng ựòi hỏi phải ựược cập nhật thường xuyên nên chỉ GIS mới có thể ựáp ứng ựược ựầy ựủ.
Thứ hai: sự thay ựổi về những chi tiết bản ựồ nhất thiết phải phù hợp với sự thay ựổi về tự nhiên thuộc tắnh. Vắ dụ, sự thay ựổi về diện tắch ựô thị về số liệu phải tương xứng với sự thay ựổi về ựường ranh giới thành phố. Khi thay ựổi ranh giới thì số liệu tắnh toán về diện tắch cũng tự ựộng ựược thay ựổi.[3]
2.2.2.3 Dữ liệu
GIS phải bao gồm một cơ sở dữ liệu chứa các thông tin không gian và các thông tin thuộc tắnh liên kết chặt chẽ với nhau và ựược tổ chức theo một ý ựồ chuyên ngành nhất ựịnh. Các dữ liệu ựịa lý và dữ liệu thuộc tắnh liên quan có thể ựược người sử dụng tự tập hợp hoặc ựược mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chắ có thể sử dụng DBMS (database management system) ựể tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu.
2.2.2.4 Người ựiều hành
GIS là một hệ thống tổng hợp của nhiều công việc kỹ thuật, do ựó ựòi hỏi người ựiều hành phải ựược ựào tạo và có kinh nghiệm trong nhiều lĩnh
vực. Người ựiều hành là một phần không thể thiếu ựược của GIS. Hơn nữa sự phát triển không ngừng của các kỹ thuật phần cứng và phần mềm ựòi hỏi người ựiều hành phải luôn ựược ựào tạo. Những yêu cầu cơ bản về người ựiều hành bao gồm các vấn ựề sau:
Có kiến thức cơ bản về ựịa lý, bản ựồ, máy tắnh và công nghệ thông tin: - Việc ựào tạo cơ bản về ựịa lý cung cấp khả năng khai thác các ựặc ựiểm không gian và các quá trình không gian, ựồng thời phát hiện ựược mối quan hệ không gian giữa các hợp phần.
- Bản ựồ học cung cấp các hiểu biết về thiết kế bản ựồ, lập bản ựồ (vắ dụ: Lưới chiếu bản ựồ, hệ thống tọa ựộ, các mẫu ký tự trên bản ựồ và các kỹ thuật in ấn).
- Khoa học về máy tắnh và thông tin cung cấp các kiến thức cơ bản về phần cứng máy tắnh và vận hành thông thạo các chương trình liên kết phần cứng.
- Có kinh nghiệm trong việc sử dụng các phần mềm GIS: việc ựào tạo các phần mềm chủ yếu thường tập trung vào việc xử lý GIS, lập trình cơ bản, quản lý cơ sở dữ liệu và một số công việc khác có liên quan ựến tắch hợp thông tin.
- Có hiểu biết nhuần nhuyễn về dữ liệu: hiểu về nguồn dữ liệu, nội dung và ựộ chắnh xác của dữ liệu, tỷ lệ bản ựồ nguyên thủy và các số liệu ựo ựạc của tập dữ liệu, cấu trúc của dữ liệu.
- Có khả năng phân tắch không gian. Yêu cầu ựược ựào tạo về các phương pháp xử lý thống kê và xử lý ựịnh tắnh trong ựịa lý, việc ựào tạo cho người xử lý có thể lựa chọn phương pháp tốt nhất ựể phân tắch và áp dụng nhằm ựưa ra kết quả tốt nhất.
Các yêu cầu trên là cần thiết ựối với người ựiều hành GIS. Các huấn luyện chi tiết sẽ tùy thuộc nội dung và mục tiêu cũng như khả năng của máy tắnh và phần mềm ựể lựa chọn những chương trình ựào tạo thắch hợp.
2.2.2.5 Phương pháp
GIS là một loại hệ thống thông tin ựặc biệt nên tùy từng mục ựắch và hoàn cảnh ứng dụng cụ thể mà lựa chọn và thiết kế hệ thống cho phù hợp. Muốn một hệ GIS hoạt ựộng có hiệu quả ựòi hỏi phải có sự phối hợp tốt giữa các nhà quản lý, khoa học chuyên môn và các kỹ sư thiết kế xây dựng hệ thống. Xây dựng một hệ GIS ựơn giản hay hiện ựại là tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thể của mục ựắch và yêu cầu cung cấp thông tin cho các lĩnh vực chuyên môn. Một dự án GIS chỉ thành công khi nó ựược quản lý tốt và người sử dụng hệ thống phải có kỹ năng tốt, nghĩa là phải có sự phối hợp tốt giữa công tác quản lý và công nghệ GIS.