7. Cấu trúc luận văn
2.2.1. Khái quát chung
Hiện nay có khá nhiều định nghĩa về GIS, song có thể thống nhất chung về định nghĩa GIS như sau:
GIS là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, tư liệu địa lý và người điều hành được thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý. GIS có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý. (Theo: Viện nghiên cứu môi trường Mỹ, 1994 – ESSRI)
Cấu trúc của GIS
GIS bao gồm các hợp phần cơ bản như sau: tài liệu không gian, người điều hành, phần cứng, phần mềm.
Hình 2.4: Mô hình tổ chức của GIS (Theo ESRI- 1984)
Tư liệu không gian: có thể đến từ nhiều nguồn như số liệu tính toán thống kê, các quan trắc thực địa, ảnh viễn thám, bản đồ giấy. Kỹ thuật hiện đại về viễn thám và GIS có khả năng cung cấp thông tin không gian bao gồm các thuộc tính địa lý, khuôn dạng dữ liệu, tỷ lệ bản đồ và các số liệu đo đạc. Việc tích hợp các dữ liệu địa lý .
Thông thường, tư liệu không gian được trình bày dưới dạng các bản đồ với các thông tin chi tiết được tổ chức ở một file riêng. Các tư liệu đó không đáp ứng được các nhu cầu hiện nay về tư liệu không gian là vì những lý do sau:
- Đòi hỏi không gian lưu trữ rất lớn, tra cứu khó khăn.
- Các khuôn dạng lưu trữ truyền thống thường không tương thích với các tiêu chuẩn dữ liệu hiện nay.
26
- Để nhập và khai thác dữ liệu, nhất thiết phải liên kết được với các thông tin địa lý trên bản đồ và các dữ liệu thuộc tính khác được lưu trữ riêng biệt và điều này trở lên rất khó khăn với hình thức lưu trữ dạng kho hoặc thư viện.
Thay thế cho các dữ liệu dạng truyền thống, hiện nay tư liệu dạng số với một khối lượng rất lớn có thể được lưu trữ trong các đĩa CD, tương ứng với những khối lượng rất lớn của tư liệu analoge. Tư liệu số cũng cho khả năng xử lý tự động trên máy tính.
Như vậy, GIS là sự phát triển đặc biệt để sử dụng công nghệ và nghệ thuật máy tính để xử lý tư liệu không gian dạng số.
Người điều hành: vì GIS là một hệ thống tổng hợp của nhiều công việc kỹ thuật, do đó đòi hỏi người điều hành phải được đào tạo và có kinh nghiệm trong nhiều lĩnh vực. Người điều hành là một phần không thể thiếu được của GIS. Hơn nữa, sự phát triển không ngừng của các kỹ thuật phần cứng và phần mềm đòi hỏi người điều hành phải luôn được đào tạo.
Phần cứng (máy tính và thiết bị ngoại vi):
Phần cứng của một GIS bao gồm các hợp phần sau: Bộ xử lý trung tấm (CPU), thiết bị nhập dữ liệu, lưu dữ liệu và thiết bị xuất dữ liệu.
Bộ xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit): Hệ thống điều khiển, bộ nhớ, tốc độ xử lý là những yếu tố quan trọng nhất của CPU
Nhập, lưu trữ và xuất dữ liệu: các thiết bị ngoại vi phục vụ cho việc nhập dữ liệu là: bàn số hóa, máy quét để chuyển đổi dữ liệu analoge thành dạng số, hoặc đọc băng từ và đĩa CD-ROM. Các phương tiện thông dụng là ổ đĩa cứng, ổ đọc băng, ổ đĩa quang có thể ghi hoặc xoá dữ liệu. Thiết bị xuất dữ liệu bao gồm máy in, báo cáo, kết quả phân tích. Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ tin học và điện tử, đặc biệt là khi có thiết bị mạng cho phép chia sẻ các chức năng và trao đổi giữa những người sử dụng, càng tạo điều kiện cho GIS phát triển.
Phần mềm
Một hệ thống phần mềm xử lý GIS yêu cầu phải có hai chức năng sau: tự động hóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu
27
Tự động hóa bản đồ: bản đồ học là môn khoa học, nghệ thuật và kỹ thuật thành lập bản đồ. Do đó, tự động hóa bản đồ là thành lập bản đồ với sự trợ giúp của máy tính. Một bản đồ là sự thể hiện bằng đồ họa của mối quan hệ không gian và là sự mô hình hóa thực tế theo những tỷ lệ nhất định. Mô hình đó yêu cầu biến đổi các sơ liệu ghi bản đồ thành bản đồ và gồm các công đoạn sau: lựa chọn, phân loại, làm đơn giản hóa và tạo mẫu ký tự
Máy tính trợ giúp cho bản đồ ở nhiều phương diện như sau:
Trước hết, bản đồ trong máy tính là dạng số nên dễ dàng chỉnh sửa làm cho bản đồ được hoàn thiện và lượng thông tin sẽ được nâng lên. Đặc biệt, việc bổ sung thông tin cho bản đồ cũng dễ dàng thực hiện được.
Thứ hai, quá trình tạo chú giải và các chỉ dẫn lên bản đồ được thao tác với tốc độ nhanh nên giá thành thấp. Việc lựa chọn, phân loại và làm đơn giản hóa các đặc điểm bản đồ cũng được thực hiện một cách khoa học. Quá trình thiết kế và khái quát hóa bản đồ cũng được lập trình và tạo nên các chức năng cụ thể của phần mềm. Kết quả như mong muốn có thể đạt được bởi nhiều cán bộ bản đồ hoặc do chính một cán bộ bản đồ làm trong nhiều thời gian khác nhau.
Thứ ba, thiết kế bản đồ có thể được hoàn thiện hơn qua việc thử và chỉnh sửa lỗi. Kích thước, hình dạng hoặc vị trí của chữ hoặc ký hiệu trên bản đồ có thể dễ dàng được thay đổi và đưa về vị trí chính xác như mong muốn.
Quản lý dữ liệu: chức năng thứ hai của phần mềm GIS là hệ thống quản lý dữ liệu (data base management system DBMS). GIS phải có khả năng điều khiển các dạng khác nhau của dữ liệu địa lý, đồng 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 động hóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu. Các tài liệu mô tả một vị trí bất kỳ, có thể liên hệ một cách hệ thống với vị trí không gian của chúng. Sự liên kết đó là một ưu thế nổi bật của việc vận hành GIS.