Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) – Chương 8: Phân tích địa lý

Chương này sẽ đưa ra tổng quan về mối quan hệ các đối tượng địa lý và các chức năng phân tích địa lý và các khái niệm của chúng. Phần lớn các chức năng này sẽ được sử dụng trong hệ thống vector cũng như trong hệ thống raster. Mặc dù vậy một vài chức năng chỉ có thể có hoặc ở hệ thống vector hay raster do cấu trúc dữ liệu đòi hỏi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) – Chương 8: Phân tích địa lý Chương 8 PHÂN TÍCH ĐỊA LÝPhân tích địa lý là một trong những sức mạnh của hệ thống thông tin địa lý,mục đích phân tích địa lý là đưa ra lời giải cho các câu hỏi không gian và cácvấn đề không gian. Để làm việc này, một tập hợp của các chức năng khônggian được xây dựng. Điển hình, sự tổ hợp của những chức năng này thật sựcần thiết để giải quyết các vấn đề của thế giới thực.Trong chương này sẽ đưa ra tổng quan về mối quan hệ các đối tượng địa lý vàcác chức năng phân tích địa lý và các khái niệm của chúng. Phần lớn các chứcnăng này sẽ được sử dụng trong hệ thống vector cũng như trong hệ thốngraster. Mặc dù vậy một vài chức năng chỉ có thể có hoặc ở hệ thống vectorhay raster do cấu trúc dữ liệu đòi hỏi.Những mối quan hệ không gian Những mối quan hệ trong GIS thường được nghiên cứu bởi xem xét quan hệ những đối tượng hình học đơn giản - những điểm, những đường, những polygon. Một số mối quan hệ có thể tính toán từ những tọa độ của đối tượng:Có ba kiểu mối quan hệ Những mối quan hệ sử dụng cấu trúc nên đối tượng phức tạp từ những gốc đơn giản. Ê Mối quan hệ giữa đường (chain) và tập thứ tự những điểm tạo nên nó. Ê Mối quan hệ giữa một diện tích (polygon) và tập hợp thứ tự các đường tạo nên nó. Những mối quan hệ có thể tính toán từ những tọa độ của những đối tượng. Ê Hai đường có thể kiểm tra xem nếu chúng bắt chéo nhau thì mối quan hệ - “chéo” crosses có thể tính toán được. Ê Những diện tích có thể kiểm tra xem nó có bao quanh một điểm nào đó- mối quan hệ is contained in có thể được tính toán. Ê Những diện tích có thể kiểm tra xem nếu chúng chồng lên nhau (overlap) - mối quan hệ overlaps. Những mối quan hệ không thể tính toán từ những tọa độ - mà nhất thiết phải được mã hóa trong CSDL trong đầu vào. Ê Hai đường biểu diễn cắt nhau, nhưng trên thực tế chúng không cắt nhau (đường cao tốc biểu diễn cắt nhau, những nó có thể vượt qua nhau) Ê Một số CSDL cho phép những thực thể gọi là đối tượng phức tạp, bao gồm một số đối tượng đơn giản.Quan hệ hình học các đối tượng Những mối quan hệ giữa những đối tượng hình học đơn giản, với những ví dụ ứng dụng thực tế của chúng: Điểm-Điểm (Point-point ) Ê is within: tìm tất cả những điểm lấy mẫu trong phạm vi 1 km từ vị trí trạm quan trắc. Ê is nearest to: tìm những vị trí điểm rác thải nguy hiểm gần nhất lỗ khoan nước ngầm. Điểm-Đường (Point-line) Ê ends at: tìm điểm cắt tại cuối con đường. Ê is nearest to: tìm con đường gần nhất vị trí xảy ra núi lửa. Điểm-diện tích (Point-area) Ê is contained in: tìm tất cả trạm quan trắc không khí trong thành phố Hồ Chí Minh. Ê can be seen from: xác định những hồ nước thấy được từ một vị trí xác định. Đường-Đường (Line-line) Ê crosses: xác định con đường cắt qua sông. Ê comes within: tìm những con đường đến ga trong khoảng 1km. Ê flows into: tìm dòng cháy có đổ vào sông không. Đường-Diện tích (Line-area) Ê crosses: tìm tất cả loại đất cắt qua tuyến đường sắp làm. Ê borders: tìm con đường là một phần đường biên của công viên. Diện tích-Diện tích (Area-area) Ê overlaps: xác định phần chồng nhau giữa những kiểu đất trên bản đồ A, và những kiểu sử dụng đất trên bản đồ B. Ê is nearest to: tìm hồ nước gần nhất một đám cháy rừng. Ê is adjacent to: khám phá những diện tích có chung đường biên.Mã hóa mối quan hệ như là những thuộc tính Trong CSDL, chúng ta thường mã hóa mối quan hệ như những thuộc tính thêm vào. Xem xét hai ví dụ: Ví dụ 1: mối quan hệ A là flows into, giữa những đoạn mạng sông: Lựa chọn A: mỗi mối liên kết trong mạng sông được qui cho ID với mối liên kết xuôi dòng có dòng chảy vào. Dòng chảy xác định từ liên kết này tới liên kết khác theo các điểm dẫn. Lựa chọn B: Thay thế mạng lưới bằng mã như hai tập hợp {entities – links} và {node}. những liên kết chỉ tới những node xuôi dòng, những node chỉ tới liên kết xuôi dòng. Ví dụ 2: Mối quan hệ is contained in. Giả sử chúng ta có vị trí 4 lỗ khoan nước, với những thuộc tính về độ sâu và lưu lượng. Những lỗ khoan này nằm trong hai xã khác nhau, mỗi với giá trị thuộc tính population. Chúng ta cần xác định độ lớn lưu lượng mỗi xã. Tìm xã có những lỗ khoan, bằng tính toán quan hệ is contained in, và chứa đựng kết quả như một thuộc tính mới, Xã, cho mỗi lỗ khoan. Sử dụng bảng thuộc tính tính tổng lưu lượng cho mỗi Xã và thêm kết quả vào bảng dữ liệu. XA Population Lưu lượngA 20,000 4,500B 35,000 5,500Những chức năng phân tích địa lý trong GISSử dụng vùng đệm (USING BUFFERS) Sử dụng vùng đệm là một kỹ thuật quan trọng trong quá trình tiền phân tích dữ liệu khi cần tạo ra không gian quanh những yếu tố trên mặt đất. Nó phối hợp những kỹ thuật tìm kiếm dữ liệu không gian và mô hình hóa bản đồ. Nó tổng quát sử dụng để định nghĩa tất cả những phần không gian nằm trong một khoảng cách nào đó của kiểu yếu tố, hay một phần của các yếu tố đã được chọn ra tùy thuộc vào giá trị thuộc tính. Những khoảng cách vùng đệm bắt buộc thiết đặt bởi người sử dụng. Những điểm, đường, polygon có thể tạo vùng đệm cũng như những điểm ảnh (raster pixels) hay nhóm những điểm ảnh. Những lệnh có thể khác nhau bởi các phần mềm, nhưng trong khái niệm, thao tác tạo vùng đệm là một công cụ cơ bản của GIS. Những đường có thể tạo vùng đệm một bên cũng như hai bên khoảng cách bằng nhau (phải, trái, và cả hai bên) của đối tượng đường, Trong khi đó những polygon có thể vùng đệm trong hay vùng đệm ngoài hay cả hai bên đường biên polygon. Ví dụ:Những chức năng chồng lớp (O ...