Bài giảng Bản đồ học và Hệ thống thông tin địa lý (GIS): Phần 2 - MSc. Nguyễn Trung Hiếu

Bài giảng Bản đồ học và Hệ thống thông tin địa lý (GIS): Phần 2 - Hệ thống thông tin địa lý trình bày về tổng quan hệ thống thông tin địa lý, cấu trúc dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý, mô hình dữ liệu không gian, cơ sở dữ liệu không gian,...Mời bạn đọc cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Bản đồ học và Hệ thống thông tin địa lý (GIS): Phần 2 - MSc. Nguyễn Trung Hiếu PHẦN II: HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) I. TỔNG QUÁT GIS được hình thành từ các ngành khoa học: Địa lý, Bản đồ, Tin học và Toán học. Nguồn gốc của GIS là việc tạo các bản đồ chuyên đề, các nhà qui hoạch sử dụng phương pháp chồng lắp bản đồ (overlay), phương pháp này được mô tả một cách có hệ thống lần đầu tiên bởi Ô. Jacqueline Tyrwhitt trong quyển sổ tay quy hoạch vào năm 1950, kỹ thuật này còn được sử dụng trong việc tìm kiếm vị trí thích hợp cho các công trình được qui hoạch. Việc sử dụng máy tính trong vẽ bản đồ được bắt đầu vào cuối thập niên 50, đầu 60, từ đây khái niệm về GIS ra đời nhưng chỉ đến những năm 80 thì GIS mới có thể phát huy hết khả năng của mình do sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ phần cứng. 1. Gis là gì ? Bắt đầu từ thập niên 80, GIS đã trở nên phổ biến trong các lãnh vực thương mại, khoa học và quản lý, chúng ta có thể gặp nhiều cách định nghĩa về GIS: - Là một tập hợp của các phần cứng, phần mềm máy tính cùng với các thông tin địa lý (mô tả không gian). Tập hợp này được thiết kể để có thể thu thập, lưu trữ, cập nhật, thao tác, phân tích, thể hiện tất cả các hình thức thông tin mang tính không gian. - GIS là một hệ thống máy tính có khả năng lưu trữ và sử dụng dữ liệu mô tả các vị trí (nơi) trên bề mặt trái đất - Một hệ thống được gọi là GIS nếu nó có các công cụ hỗ trợ cho việc thao tác với dữ liệu không gian - Cơ sở dữ liệu GIS là sự tổng lợp có cấu trúc các dữ liệu số hóa không gian và phi không gian về các đối tượng bản đồ, mối liên hệ giữa các đối tượng không gian và các tính chất của một vùng của đối tượng - GIS là từ viết tắt của: + G: Geographic - dữ liệu không gian thể hiện vị trí, hình dạng (điểm, tuyến, vùng) + I : Information - thuộc tính, không thể hiện vị trí (như mô tả bằng văn bản, số, tên...) + S: System - Sự liên kết bên trong giữa các thành phần khác nhau (phần cứng, phần mềm) Tóm lại, hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information System) là một hệ thống phần mềm máy tính được sử dụng trong việc vẽ bản đồ, phân tích các vật thể, hiện tượng tồn tại trên trái đất. Công nghệ GIS tổng hợp các chức năng chung về quản lý dữ liệu như hỏi đáp (query) và phân tích thống kê (statistical analysis) với sự thể hiện trực quan (visualization) và phân tích các vật thể hiện tượng không gian (geographic analysis) trong bản đồ. Sự khác biệt giữa GIS và các hệ thống thông tin thông thường là tính ứng dụng của nó rất rộng trong việc giải thích hiện tượng, dự báo và qui hoạch chiến lược. 2. Ứng dụng của gis Các hệ thống thông tin địa lý đều có các công cụ mạnh để tạo bản đồ, tổng hợp thông tin, thể hiện các sự kiện, giải quyết các vấn đề phức tạp, thể hiện các ý tưởng. Có thể nói GIS là một công cụ cho nhiều lãnh vực, có thể được sử dụng bởi cá nhân, tổ chức, trường học, để giải quyết các vấn đề của họ. Tạo bản đồ và phân tích bản đồ không phải là mới, nhưng GIS đóng vai trò nâng cao chất lượng, độ chính xác và nhanh hơn so với cách làm bằng tay truyền thống. Và, trước khi có GIS, chỉ một số ít người có khả năng sử dụng thông tin địa lý trong việc ra quyết định và giải quyết vấn đề. 21 Ngày nay, GIS là một công nghệ “đắt giá” (multibillion dollar industry), có hàng trăm ngàn người trên thế giới đang làm việc với nó. Các nhà chuyên môn của hầu hết các lãnh vực đang dần dần nhận thấy lợi ích trong phương pháp suy nghĩ và làm việc theo phương diện địa lý. 3. Thành phần của gis Một hệ thống được gọi là GIS khi nó bao gồm các thành phần sau: - Dữ Liệu Không Gian & Dữ Liệu Thuộc Tính (Spatial & Attribute Database ): DLKG: Mô tả về mặt địa hình như hình dáng, vị trí của đặc trưng bề mặt trái đất, ví dụ như vị trí của khu đất trên bản đồ, hình dạng bề mặt khu vực v.v... DLTT: Mô tả về tính chất và giá trị của đặc trưng đó, ví dụ như việc sử dụng đất, người sở hữu, giá trị khu đất, giá trị cao độ v.v... - Thành phần Hiển Thị Bản Đồ (Cartographic Display System): Cho phép chọn lọc dữ liệu trong hệ thống để tạo ra bản đồ mới, sau đó trình bày lên màn hình hoặc đưa ra máy in,máy vẽ,v.v... - Thành phần Số Hóa Bản Đồ (Map Digitizing System Database): cho phép chuyển đổi các bản đồ trên giấy sang dạng số - Thành phần Quản Lý Dữ Liệu (Database Management System): gồm các module cho phép người dùng nhập số liệu dạng bảng tính, phân tích và sử lý số liệu v.v... và lập bảng báo cáo kết quả - Thành phần Xử Lý Aính (Image Processing System): Nắn chỉnh ảnh, xóa nhiễu, lọc ảnh, giải đoán ảnh vệ tinh, ảnh máy bay - Thành phần Phân Tích Thống Kê (Statistical Analysis System): Phân tích tính toán thống kê - Thành phần Phân Tích Dữ liệu Không Gian (Geographic Analysis System): Chồng lắp bản đồ, tạo vùng đệm, tìm vị trí thích nghi... Hình I.1 dưới đây thể hiện các thành phần cơ bản của một hệ thống GIS: ...