Bài giảng môn học Cơ sở hệ thống thông tin địa lý: Bài 4 - ThS. Đinh Quang Toàn

Bài giảng môn học Cơ sở hệ thống thông tin địa lý: Bai giang 4 - Phân tích dữ liệu cung cấp cho người học các khái niệm về phân tích dữ liệu, phân tích dữ liệu không gian, phân tích dữ liệu thuộc tính,... Tham khảo nội dung bài giảng để nắm bắt nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng môn học Cơ sở hệ thống thông tin địa lý: Bài 4 - ThS. Đinh Quang ToànPHÂN TÍCH DỮ LIỆU 1. KHÁI NIỆM GIS được phân biệt với các loại hệ thống thông tin khác nhờ vàochức năng phân tích dữ liệu, đặc biệt là các chức năng phân tích khônggian. Các chức năng này sử dụng dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tínhcủa cơ sở dữ liệu GIS để trả lời cho các vấn đề đặt ra trong thế giớithực. Do tính chất phức tạp của các câu hỏi có thể đặt ra, các phép phântích không gian có thể là chồng lớp số học hoặc luận lý đơn giản chođến các phân tích mô hình phức tạp. 1. KHÁI NIỆM Để có thể thực hiện các phân tích dữ liệu một cách hiệu quả đòi hỏidữ liệu phải được lưu trữ, tổ chức, sắp xếp hợp lý. Dữ liệu thường đượctổ chức thành các lớp dữ liệu. Mỗi lớp dữ liệu thường bao gồm tập hợp các đối tượng địa lý liênquan với nhau và thường được tổ chức theo chủ đề, cùng kiểu biểudiễn. Vd Lớp dữ liệu giao thông gồm đường sắt, đường bộ… Lớp dữ liệu thủy văn gồm sông, suối, hồ... 1. KHÁI NIỆM Phân tích dữ liệu có thể được nhóm vào 3 nhóm chức năng chính- Phân tích dữ liệu không gian- Phân tích dữ liệu thuộc tính- Phân tích kết hợp dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính 2. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 2.1. CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU Có rất nhiều hệ GIS khác nhau và thường mỗi hệ GIS lưu dữ liệutheo một định dạng dữ liệu riêng biệt. Để sử dụng dữ liệu tạo ra từ 1 hệthống thông tin khác hoặc ngay cả 1 hệ GIS khác cũng cần phải chuyểnđổi định dạng dữ liệu sang cấu trúc dữ liệu và dạng tập tin phù hợp vớihệ GIS đang sử dụng. Quá trình chuyển đổi có thể rất nhanh hoặc dễ dàng trong trườnghợp không đòi hỏi xử lý phức tạp. VD tập tin raster số được nhập vàohệ raster GIS có thể không đòi hỏi định dạng lại, chỉ cần thay đổi 1 sốthông số mô tả như tên, nguồn gốc, kích thước… 2. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 2.1. CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU Quá trình chuyển đổi có thể tốn thời gian và chi phí nếu dữ liệu không ởđịnh dạng thích hợp với hệ GIS. VD như chuyển thông tin được số hóa bằng phần mềm vẽ thiết kế CADvào GIS. Kỹ thuật viên vẽ CAD thường chỉ chú ý đến biểu diễn các đối tượngcho đúng màu sắc và vị trí mà không quan tâm đến việc biểu diễn các đốitượng như những phần tử đồ học độc lập. VD một mảnh đất nằm gần sôngthường được biểu diễn như là 1 phần ranh giới của nhà và ranh giới củasông… Do vậy khi chuyển dữ liệu CAD vào GIS thường gặp những tình huốngnhư vùng không đóng kín, các đường không gặp nhau… như vậy tốn nhiềuthời gian để biên tập dữ liệu. 2. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 2.1. CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU Quá trình chuyển đổi dữ liệu vector sang raster được gọi là raster hóa vàquá trình ngược lại gọi là vector hóa. Quá trình raster hóa gồm 3 bước- Bước 1 – xây dựng 1 lưới raster với kích thước ô hay pixel xác định chồngphủ lên trên khu vực thể hiện của dữ liệu vector và chỉ định giá trị zero cho tấtcả pixel.- Bước 2 – thay đổi giá trị của các pixel tương ứng tới các điểm, đường hoặcranh giới vùng.- Bước 3 – điền các pixel nằm bên trong vùng với giá trị vùng. Sai số từ quá trình raster hóa thường liên quan đến thuật toán thiết kế, kíchthước của pixel, và mức độ phức tạp của ranh giới. 2. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 2.2. CHUYỂN ĐỔI HÌNH HỌC- Chuyển đổi hình học từ bản đồ đến bản đồ - chuyển đổi 1 bản đồ số hóatừ bàn số hóa có tọa độ của các phần tử hình học đo theo đơn vị inch hoặc cmthành các phần tử hình học có tọa độ theo hệ tọa độ chiếu quy định.- Chuyển đổi hình học từ ảnh đến bản đồ - áp dụng đối với dữ liệu thuthập từ vệ tinh và ảnh quét, chuyển đổi tọa độ ảnh dạng hàng – cột sang tọa độchiếu quy định. Chuyển đổi hình học còn được gọi là địa tham chiếu. Là quá trình sử dụngtập các điểm không chế và các phương trình chuyển đổi để đăng ký bản đồ sốhóa, ảnh quét, ảnh vệ tinh theo 1 hệ thống tọa độ chiếu quy định. Sai số RME – Root Mean Square Error được sử dụng để đo lường chấtlượng của kết quả chuyển đổi hình học. RME đo lường sự khác biệt giữa vị tríthực và vị trí ước đoán của các điểm khống chế. 2. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU KHÔNG GIAN 2.2. CHUYỂN ĐỔI HÌNH HỌCa. Các phương pháp chuyển đổi Các phương pháp chuyển đổi được phân biệt bởi đặc tính hình họcđược bảo toàn và bởi những thay đổi cho phép.- Chuyển đổi tương tự hay chuyển đổi Helmert cho phép xoay hìnhchữ nhật, bảo toàn hình dáng nhưng không bảo toàn kích thước.- Chuyển đổi Affine cho phép biến dạng góc của hình chữ nhật nhưngbảo toàn tính song song của các đường. Được sử dụng trong chuyển đổitừ bản đồ đến bản đồ, hoặc ảnh đến bản đồ.- Chuyển đổi Projective cho phép biến dạng cả về góc lẫn độ dài, chophép hình chữ nhật biến thành hình 4 cạnh thẳng bất kỳ. Được sử dụngđể chuyển đổi ảnh hàng không do có những dịch chuyển phần tử ảnh dosự khác biệt của địa hình. 2. PHÂ ...