Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Chương 6: Nhập, quản trị và xuất dữ liệu

Nội dung text: Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Chương 6: Nhập, quản trị và xuất dữ liệu

1. Chương 6 NHẬP, QUẢN TRỊ VÀ XUẤT DỮ LIỆU Xây dựng CSDL HTTTĐL phức tạp hơn việc tái tạo bản đồ. Việc quan trọng xây dựng CSDL HTTTĐL là nhập dữ liệu từ các nguồn tài liệu. Nĩ gồm nhiều nguồn khác nhau được sử dụng, như ảnh hàng khơng, tài liệu bảng biểu, những dữ liệu số khác vv Trong chương này sẽ giới thiệu các phương pháp nhập dữ liệu, sửa chữa các dữ liệu và tổ chức thành CSDL trong GIS. Những phương pháp này ngày càng được cải tiến để nâng cao chất lượng dữ liệu nhập vào, cũng như giảm nhẹ các thao tác cho người nhập dữ liệu.
2. Những thủ tục thu thập dữ liệu: Dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau và tổ chức nĩ thành một CSDL cĩ ích địi hỏi yêu cầu phát triển những thủ tục bao gồm: Ê Thu nhận dữ liệu: bao gồm thu thập dữ liệu đã cĩ từ các nguồn, định lượng và kiểm tra tính hồn thiện và chất lượng hay tạo ra dữ liệu mới bằng đo đạc và giải đốn ảnh máy bay hay đi thực địa khảo sát. Những dự án HTTTĐL cố gắng dựa trên những dữ liệu cĩ sẵn hơn là tạo mới dữ liệu vì chi phí cao hơn dữ liệu nguyên gốc. Nhưng những dữ liệu cĩ sẵn thường xây dựng trên mục đích khác sẽ cĩ sự gượng ép khi sử dụng vào HTTTĐL. Do đĩ việc định lượng và kiểm tra sự thích hợp nguồn dữ liệu cho sử dụng HTTTĐL là rất quan trọng. Ê Sửa chữa dữ liệu nguồn: Tập trung vào những tài liệu bản đồ, hoạt động này gọi là làm sạch bản đồ. Tùy thuộc vào kỹ thuật sử dụng chuyển đổi ảnh bản đồ thành dạng dữ liệu số của nĩ, những tài liệu nguồn thường cĩ một chuẩn nào đĩ. Một số quá trình chuyển đổi yêu cầu dữ liệu tương đối hồn hảo và tự động sửa chữa tất cả những cái cần thiết trên bản đồ. Những yêu cầu dữ liệu kết quả do phân tích HTTTĐL xác định. Những qui trình sửa chữa dữ liệu cần kiểm tra trong những dự án mẫu phạm vi nhỏ trước khi sử dụng trong dự án. Ê Kiểm sốt sự thay đổi, phần lớn loạt bản đồ thường khơng cố định và sẽ được sửa chữa, nâng cấp theo chu kỳ. Một phần của bản đồ sẽ gửi tới số hĩa sửa chữa những thay đổi và xây dựng file dữ liệu số mới. Ê Xây dựng CSDL HTTTĐL, khi số hĩa xong bản đồ, chúng ta sẽ cĩ một tập hợp các file dữ liệu số, chưa được tổ chức trong CSDL. Quá trình xử lý tích hợp hệ thống là liên kết các file dữ liệu số và thiết đặt CSDL HTTTĐL trong dạng sẽ cĩ ích cho người sử dụng. Một số điều cần cân nhắc bao gồm là cấu trúc CSDL, tích hợp HTTTĐL, bảo trì và sử dụng. (hình 4.11). Quá trình nhập dữ liệu địa lý vào CSDL HTTTĐL bao gồm các buớc sau:
3. DỮ LIỆU THỰC TẾ PHI KHÔNG GIAN DỮ LIỆU KHÔNG GIAN (Thuộc tính) Chuẩn bị số Quét ảnh (Scan) (Manual digitizing) (tạo ảnh số) Số hóa Quét ảnh và sô hóa (digitize) Hiển thị kiểm tra Làm sạch đường & những đầu nối Nhập file văn bản Loại bỏ những tọa độ dư thừa Hiệu chỉnh tỉ lệ và độ méo Xây dựng cấu trúc VÙNG-Polygon Gán mã nhận diện Liên kết dữ liệu KHÔNG GIAN-PHI KHÔNG GIAN Hoàn chỉnh quan hệ hình học dữ liệu VECTOR Polygon Hình 4.12 Các bước tạo, sửa chữa dữ liệu Vector polygon
4. 2.1 Nhập dữ liệu Nhập dữ liệu địa lý Trong các hệ tự động hĩa vẽ bản đồ, thuộc tính của các đối tượng hình học được thể hiện thơng qua màu sắc, kiểu đường, kiểu tơ màu vv Nhưng trong HTTTĐL, các dữ liệu thuộc tính phi khơng gian được lưu trữ một cách định lượng và được tổ chức quản lý theo các tiêu chuẩn chặt chẽ của một CSDL. Cĩ thể được phân tách thành ba cơng việc: Ê Nhập dữ liệu khơng gian Ê Nhập dữ liệu thuộc tính Ê Kết nối hai loại dữ liệu trên Dữ liệu được đưa vào CSDL thơng qua các chức năng đầu vào của HTTTĐL. Nhập dữ liệu là một quá trình mã hĩa, lưu trữ và tổ chức dữ liệu thành CSDL. Đây là một quá trình rất quan trọng của hệ thống. Nĩ ảnh hưởng đến độ chính xác và tính logic của dữ liệu trong CSDL, do đĩ các thiết bị nhập số liệu cũng như các phần mềm nhập số liệu phải đảm bảo độ chính xác. Cĩ 5 phương pháp nhập dữ liệu thường dùng trong GIS: Ê Nhập từ bàn phím Ê Nhập từ bàn số hĩa (digitizer) Ê Nhập bằng máy quét (scanner) Ê Nhập trực tiếp từ tập tin hiện hữu Ê Từ các dữ liệu viễn thám 2.1.1 Nhập dữ liệu khơng gian
5. Cĩ nhiều phương pháp để nhập dữ liệu khơng gian vào HTTTĐL. Dữ liệu đầu vào thường là các bản đồ giấy, các bản vẽ tay, các ảnh hàng khơng, ảnh vũ trụ, điểm lấy mẫu và các dữ liệu khác đo được gián tiếp bằng các thiết bị cảm ứng. Phương pháp nhập số liệu phụ thuộc vào cấu trúc dữ liệu và phần mềm CSDL của HTTTĐL sử dụng. Các phương pháp sau: Nhập dữ liệu thủ cơng từ bàn phím: Vector: Dữ liệu này thể hiện là điểm, đường hay vùng được nhập từ bàn phím, theo các tọa độ chính xác hoặc nhập vào tệp dữ liệu ASCII. Raster: Đối với hệ thống này, mọi điểm, đường, vùng đều được biến thành các cell. Phương pháp thơng dụng nhất được diễn ra như sau: Đầu tiên chọn kích cỡ luới ơ, sau đĩ chồng lên bản đồ. Giá trị tại từng ơ nhận được từ bản đồ sẽ được ghi lại vào máy tính. Số hĩa thủ cơng (Số hĩa bằng bàn số hĩa)
6. Hình 5.2 Tệp tin chứa tọa độ x, y chuyển từ bản đồ vào Số hĩa thủ cơng tiến hành sử dụng bàn số hĩa và cơng cụ con trỏ mã hĩa những điểm trên bản đồ. Để số hĩa được dữ liệu bản đồ giấy, đặt bản đồ lên bàn số hĩa, khai báo các mốc tọa độ khống chế và kích chuột vào các đối tượng trên bản đồ để nhận được tọa độ. Bàn số hĩa sẽ cho phép nhập 3 kiểu dữ liệu chính (Điểm, Đường, Text). Các đối tượng vùng được xây dựng trên cơ sở cấu trúc topo mạng đa giác. Cơng việc này địi hỏi nhiều thời gian và tập trung cao độ. Kết hợp giữa kỹ năng và sự nhanh nhạy, mắt giữ chữ thập ở vị trí chính xác và đầy đủ yếu tố bản đồ. Theo thơng thường sự chuyển đổi dữ liệu vector thực hiện số hĩa thủ cơng những bản đồ giấy. Xây dựng dữ liệu Vector thường tiến hành với chi phí cao. Nhập bằng máy quét Nhập bằng máy quét (scanner) Dùng scanner để nhập dữ liệu vàp máy tính sẽ nhanh hơn dùng bàn số hĩa, đầu ra của scanner là ảnh số (digital image) dạng raster, kích thước của điểm ảnh (pixel) thường dùng là 0.02mm. Ảnh raster được xử lý để nâng cao chất lượng hình ảnh. Để sản xuất dữ liệu dưới dạng vector phải thực hiện quá trình vector hĩa. Các thiết bị này chuyển đổi tín hiệu ánh sáng phản xạ từ bản đồ thành giá trị pixel và ghi chúng lại theo một khuơn dạng nhất định. Chất lượng dữ liệu raster quét phụ thuộc vào thiết bị quét, về độ phân giải theo mỗi chiều của mặt phẳng quét và độ phân giải theo tín hiệu phản xạ từ bản đồ. Thơng thường trên thị truờng Việt nam hiện cĩ các máy quét với độ phân giải từ 600-2400 dpi (dot per inch), nghĩa là cĩ thể phân biệt được từ 0.05-0.01 mm trong khi đĩ mắt thường chỉ phân biệt được 0.1 mm. Cĩ 2 loại scanner chính: Loại scanner đen trắng và loại scanner màu. Loại đen trắng chỉ nhận được mức năng lượng phản xạ lại từ bản đồ, loại kia thì cĩ bộ phận phân tích thành 3 dải
7. màu cơ bản và ghi chúng thành các cấp độ khác nhau. Thường thì mỗi dải màu được phân biệt 256-1024 cấp độ. Thiết bị quét ảnh là thiết bị rất chính xác, do đĩ các scanner khổ lớn cĩ cơng nghệ quét và hiệu chỉnh sai số hồn tồn khác so với các scanner khổ nhỏ. Trong quá trình phân tích, scanner thường được cài đặt chương trình phần mềm làm tăng cường chất lượng của ảnh quét. Chuyển đổi Vector sang Raster Các dữ liệu bản đồ lưu trữ trong CSDL HTTTĐL thường được lưu dạng cấu trúc vector. Nguyên nhân chính của cách là này là độ chính xác, cập nhật dễ dàng và chiếm ít khơng gian lưu trữ. Số hĩa trực tiếp từ bản đồ thành raster khĩ sửa chữa và phụ thuộc rất nhiều vào độ phân giải của chúng. Sử dụng cấu trúc dữ liệu raster thì dữ liệu phụ thuộc kích thuớc cell trong luới ơ kết quả. Nếu chọn kích cỡ cell lớn thì tiết kiệm khơng gian lưu trữ dữ liệu nhưng dữ liệu sẽ kém chính xác, cần độ chính xác dữ liệu cao thì luới ơ kết quả sẽ cĩ dung lượng lớn. Cĩ rất nhiều thuật tốn để chuyển đổi dữ liệu raster sang vector. Nhận dạng vùng Nhận dạng vùng thường được ứng dụng để chuyển raster sang vector. Với mục đích lưu trữ, tra cứu và in ấn, khơng cần phải xây dựng topology cho dữ liệu. Để xây dựng thành những lớp dữ liệu vector dạng vùng cần xây dựng cấu trúc topology cho dữ liệu (theo hình 4.12). Nhận dạng Đường Nhận dạng Đường thường được ứng dụng để nhập số liệu từ bản đồ quét thành dữ liệu vector. Quá trình nhận dạng này bao giờ cũng bắt đầu từ ảnh quét. Cĩ 2 kiểu nhận dạng đường: Ê Nhận dạng tự động: Nhận dạng tự động là quá trình nhận dạng ảnh quét trong đĩ khơng cĩ sự tham gia chỉnh sửa của con người. Kiểu nhận dạng này thường dùng để nhận dạng các bản đồ quét cĩ chất
8. lượng tương đối tốt, khơng cần sự để tâm đặc biệt của con người. Qui trình nhận dạng như sau: Ê Làm tăng cường chất lượng ảnh quét (xố các pixel thừa, làm trơn ảnh, ), Ê Lọc xương ảnh để nhận dạng Đường, Ê Chuyển đổi xương ảnh thành vector. Ê Nhận dạng các ký tự. Ê Nhận dạng ký hiệu bao hàm cả nhận dạng ký tự, chủ yếu dùng để nhận dạng các bảng số, văn bản. Nhận dạng ký hiệu ít khi được dùng để nhận dạng các ký hiệu hay ký tự trên bản đồ. Nhận dạng tự động cĩ 2 nhược điểm chính: Ê Yêu cầu chất lượng ảnh quét cao, địi hỏi quá trình sơ xử lý cơng phu, Ê Khơng cho phép hiệu chỉnh thơng số trong quá trình xử lý nhận dạng, do đĩ vẫn phải kiểm tra, sửa chữa trên kết quả nhận dạng. Ê Để khắc phục các nhược điểm trên, người ta thường dùng phương pháp nhận dạng bán tự động, cụ thể người ta số hĩa trực tiếp trên ảnh quét. Nhận dạng bán tự động: Quá trình số hĩa trên ảnh quét được trợ giúp bởi một số cơng cụ phần mềm nhận dạng. Người dùng hiển thị ảnh bản đồ quét lên trên màn hình và kích chuột vào Đường trên bản đồ ảnh, phần mềm sẽ tự động số hĩa dọc theo Đường đĩ đến khi nào cắt Đường khác thì dừng lại. Lúc đĩ người dùng chỉ hướng cho chương trình tiếp tục nhận dạng. 4. Dữ liệu viễn thám Tư liệu ảnh chụp từ vệ tinh và ảnh máy bay được sử dụng để sản xuất bản đồ Ảnh máy bay: Ê Dùng làm bản đồ địa hình.
9. Ê Sử dụng các thiết bị trắc địa ảnh để vẽ đường đồng mức địa hình. Ê Lập bản đồ tài nguyên thiên nhiên như: bản đồ đất, rừng, địa chất, hiện trạng sử dụng đất và lớp phủ đất. Ảnh vệ tinh: Ê Các vệ tinh viễn thám như: Landsat MSS, TM; SPOT, ERS Ê Dữ liệu ảnh vệ tinh thường ở dạng số. Ê Dùng lập bản đồ sử dụng đất, ngập lụt, chất lương nước, rừng Ê Ảnh vệ tinh SPOT cĩ thể dùng để lập mơ hình số độ cao, bản đồ địa hình tỉ lệ 1:50.000. 2.2.2 Nhập dữ liệu thuộc tính phi khơng gian Dữ liệu thuộc tính phi khơng gian (cịn gọi là thuộc tính đối tượng) là những tính chất, đặc điểm riêng của thực thể khơng gian, nĩ cần lưu trữ và thể hiện trong HTTTĐL. Ví dụ: một con Đường cần được số hĩa như một tập các pixel nối với nhau trong cấu trúc dữ liệu raster hoặc là một thực thể dạng đường trong cấu trúc vector. Đường trong HTTTĐL lại được thể hiện với một màu nào đĩ hoặc ký hiệu hoặc những thơng tin kèm theo (kiểu của Đường, dạng bề mặt Đường, phương pháp xây dựng, ngày xây dựng). Tất cả các số liệu này đều được gán cho thực thể. Các dữ liệu này được gán mã khĩa mà khi cần, lần theo mã khĩa đĩ, người ta sẽ cĩ tồn bộ số liệu về thực thể. Dữ liệu thuộc tính phi khơng gian thơng thường được các Hệ quản trị CSDL (HQTCSDL) quản lý như: phần mềm MapInfo, ORACLE, DB2, INFORMIX, SYSBASE, SQL SERVER, ACCESS để quản lý số liệu thuộc tính phi khơng gian của mình. Đối với các HQTCSDL quan hệ, người dùng sẽ nhập số liệu tuân thủ các qui tắc của một HQTCSDL quan hệ. Quá trình nhập số liệu diễn ra như sau:
10. Ê Thiết lập CSDL mới nếu chưa cĩ CSDL. Nếu đã cĩ CSDL, khởi động CSDL, Ê Mở các bảng tương ứng để nhập số liệu, Ê Kiểm tra và cập nhật các mã khĩa, Ê Cập nhật kết nối (nếu phát sinh). Dữ liệu dạng số Ở các nước tiên tiến như Canada, Mỹ các dữ liệu dạng số rất đa dạng: Ê Thơng tin dạng số đã được thiết lập cho mục đích thương mại Ê Thơng tin địa lý Liên bang được sản xuất bởi cơ quan bản đồ quốc gia và cơ quan dân số và thống kê. Ê Ở cấp bang và tỉnh thành, chương trình số hĩa thơng tin địa chính al ưu tiên hàng đầu. Ê Thơng tin tài nguyên thiên nhiên được chuyển sang dạng số ở cấp Liên bang, bang và tỉnh thành. Ê Ở cấp quận huyện, thơng tin oh sơ thửa đất dạng số al thành phần trung tâm của CSDL GIS. Dữ liệu địa lý được phân chia thành 4 nhĩm chính: Ê Dữ liệu bản đồ nền. Ê Dữ liệu tài nguyên thiên nhiên. Ê Dữ liệu độ cao số. Ê Dữ liệu thống kê. Dạng dữ liệu cần được chuẩn hĩa cho mục đích sử dụng rộng rãi. Quản trị dữ liệu.
11. 1. Nối kết dữ liệu khơng gian và phi khơng gian Nguyên tắc chung kết nối hai loại dữ liệu này là: Ê Với dữ liệu khơng gian: trong quá trình số hĩa hay biên tập dữ liệu mỗi đối tượng được gán mã thuộc tính, người dùng sẽ phải nhập các mã khĩa một cách trực tiếp cho từng đối tượng. Ê Với dữ liệu thuộc tính: được cấu trúc thơng tin và nhập mã cho từng mã này. Đối với dữ liệu thuộc tính phi khơng gian thì người dùng nhập mã khĩa Ê Sử dụng phần mềm HTTTĐL nối kết thơng tin thuộc tính. 2. Kiểm tra sai số và làm chính xác dữ liệu. Dữ liệu khơng gian và phi khơng gian đều cĩ sai số. Việc thao tác nối kết chúng là cách tốt nhất để kiểm tra chúng. Ê Đặc điểm khơng gian cĩ thể sai về vị trí hoặc hình dạng. Ê Sự thiếu cung và vùng hở dẫn đến polygon cĩ hai nhãn. Ê Dữ liệu khơng gian liên kết sai với dữ liệu phi khơng gian. Ê Dữ liệu phi khơng gian chưa hồn thành. 3. Tiền xử lý dữ liệu khơng gian Ê Tiền xử lý topology và định vị tâm hoặc nhãn của polygon Ê Vector hĩa và làm sạch các dữ liệu quét Ê Chuyển cấu trúc dữ liệu từ raster sang vector và ngược lại Ê Chuyển các dạng format dữ liệu Dữ liệu trong GIS bao gồm nhiều dạng khác nhau. Những tập tin dữ liệu này phải được chuyển đổi thành cấu trúc dữ liệu và dạng tập tin phù hợp với các hệ GIS.
12. Tập tin raster được nhập vào hệ GIS raster cĩ thể khơng địi hỏi định dạng lại, chỉ cần thay đổi dữ liệu gốc một số thơng tin (header) để xác định lại tên, gốc, kích thước và những thơng số khác được dùng với hệ thống. Trong trường hợp GIS vertor cĩ cấu trúc topology, quá trình chuyển đổi định dạng dữ liệu cĩ thể tốn kém và mất nhiều thời gian và tùy thuộc vào lượng dữ liệu, khả năng phần cứng và phần mềm nếu dữ liệu thu tập khơng phù hợp với hệ thống GIS. Ví dụ: thơng tin bản đồ số hĩa bằng các phầnmềm thiết kế (CAD) trong cấu trúc phi topology thường rất khĩ khăn khi chuyển đổi sang cấu trúc topology. Ê Thao tác hình học: tịnh tiến, quay, thay đổi tỉ lệ, thay đổi hệ thống lưới chiếu. Các lớp dữ liệu trong GIS được hiển thị cùng hệ tọa độ. Các phần mềm GIS thường cho phép chuyển dữ liệu từ lưới chiếu này sang lưới chiếu khác. Ví dụ; cĩ thể chuyển bản đồ Việt nam từ hệ toạ độ địa lý samg lưới chiếu Gauss. Ê Nắn chỉnh (chủ yếu tài liệu ảnh). Chuyển đổi hình học được dùng để gán tọa độ mặt đất vào lớp dữ liệu hoặc bản đồ trong GIS hoặc hiệu chỉnh hình học của một lớp dữ liệu trong một lớp khác cùng khu vực. Cĩ hai cách dùng để chuyển đổi. - Chuyển đổi dùng vị trí tương đối: một lớp dữ liệu (slave) được chuyển đổi theo lớp dữ liệu khác (master) dựa trên những địa vật cố định như ngã tư đường, điểm giao nhau của hai con suối. - Chuyển đổi dùng vị trí tuyệt đối: một phương pháp khác để chuyển đổi hình học của các lớp dữ liệu để hiệu chỉnh đến vị trí tuyệt đối của từng lớp. Ví dụ; như hệ tọa độ UTM. Ê Chức năng làm trùng khít (Conflation) Việc làm trùng khít là quá trình làm trùng tọa độ của các đối tượng tương ứng trong các lớp dữ liệu khác nhau. Ví dụ; sai số nhỏ gây ra trong quá trình nhập
13. dữ liệu vị trí địa lý của đối tượng trên bản đồ. Khi chồng hai lớp giữ liệu, cùng một đối tượng sẽ khơng trùng nhau một cách chính xác (sliver). Chức năng này nhằm sửa chữa (chỉnh, thêm, bớt, thay đổi ) vị trí địa lý của đối tượng. Một số phần mềm (ARC/INFO) cĩ khả năng xĩa các sliver. (Xem hình 6.2). Hình 6.2 Slivers cĩ thể tạo ra trong quá trình số hĩa Ê Ghép biên (Edge matching) Điều chỉnh các sai số nhỏ tại biên các mảnh bản đồ. Sai số cĩ thể do bản đồ gốc bị co giãn hoặc do số hĩa. Xem hình 6.1
14. Khi khu vực nghiên cứu nằm trên nhiều mảnh bản đồ khác nhau thì thơng tin nên được lữu giữ như những khoanh vị địa lý liên tục. Về mặt lý thuyết, dữ liệu từ những bản đồ tiếp giáp nên gặp nhau một cách chính xác tại biên của bản đồ. Tuy nhiên những đặc tính cắt qua ranh giới cĩ thể cĩ sự gián đoạn nhỏ ( xem hình 7). Phần khơng tương ứng của các đặc tính nên được gắn một cách hồn hảo với nhau tạo ra cơ sở dữ liệu khơng gian phù hợp. Quá trình này được gọi là "tiếp biên" hoặc " kéo" và sẽ được thực hiện một cách tự động. Khi tổ hợp các đối tượng từ các lớp dữ liệu khác nhau được lữu trữ trên một hệ quy chiếu chung và mơ hình dữ liệu, vấn đề về sự gián đoạn sẽ nảy sinh. Hình 7: Tiếp bên Chỉnh khớp là thủ tục khớp các đối tượng trên các lớp dữ liệu khác nhau. Ví dụ cùng một nhà thờ được lưu trữ trên 2 lớp dữ liệu khác nhau sẽ cĩ thể được xác định trên 2 vị trí khác nhau vì lỗi do số hố. Vẽ lại một vài đặc tính trên các lớp là phương pháp thủ cơng để giảm thiểu những lỗi này. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một lớp tham chiếu làm mẫu vẽ trên các lớp khác. Những đối tượng khơng tương thích cĩ thể được vẽ lại từ nền của bản đồ cơ sở, những đặc tính cần giữ lại cĩ thể được sao chép từ bản đồ cơ sở sang các lớp khác. Một vài hệ thơng tin địa lý cung cấp chức năng bán tự động để giải quyết vấn đề này. Sự tổ hợp dữ liệu trong các lớp khác nhau cĩ thể đưa tới Slivers khi hai ranh giới tương ứng cĩ một sự sai lệch nhỏ. Những sai lệch này sẽ được nhận biết và được sửa một cách tự động (Aronof 1989). Ê Biên tập (Editing of graphic elements)
15. Ê Làm thưa tọa độ (Line coordinate thinning) Thường tọa độ khi số hĩa được nhập vào nhiều hơn cần thiết để xác định các đối tượng đường hoặc vùng. Một số phần mềm cĩ chức năng làm giảm lượng tọa độ được lưu trữ trong hệ GIS. Xem hình 6.3. 4. Lưu trữ dữ liệu Dữ liệu bản đồ số (digital map) gồm hai kiểu thơng tin: về khơng gian và dữ liệu mơ tả. Chúng được lưu trữ bằng một loạt File chứa đựng cả hai (dữ liệu khơng gian) và (mơ tả về các đối tượng bản đồ) trong máy tính. Sức mạnh của GIS là sự liên kết hai kiểu dữ liệu và duy trì mối liên kết giữa các yếu tố. Hình 5.3 Thơng tin địa lý tổ chức theo lớp (nối kết dữ liệu khơng gian và thuộc tính)
16. 5. Tổ chức dữ liệu Các yếu tố bản đồ được tổ chức logic bằng một tập hợp các lớp. Một bản đồ được tổ chức thành các lớp thể hiện một thuộc tính giống nhau, như sơng, địa chất, thổ nhưỡng, ơ nhiễm nước vv thêm vào những khu vực cĩ diện tích nhỏ được phối hợp vào khu vực cĩ diện tích lớn hơn như. Tổ chức các lớp một cách khoa học sẽ giúp cho việc lưu trữ đơn giản, các File dữ liệu sẽ gọn hơn, máy tính sẽ chạy nhanh hơn, tổ chức phân tích và chất vấn dữ liệu đơn giản hơn. Việc tổ chức các lớp thơng tin nĩi riêng, hay nĩi rộng ra là tổ chức một hệ thống cơ sở dữ liệu bản đồ theo từng chuyên đề là hết sức cơng phu, địi hỏi nhiều kiến thức chuyên gia. Nhưng nĩ sẽ đem lại một hiệu quả to lớn cho người sử dụng. Khi nhấn vào một đối tượng quan tâm, ta sẽ cĩ những thơng tin cần thiết (cả hình ảnh, âm thanh, đoạn phim mơ tả) vv Chất vấn dữ liệu (SQL) tạo ra các bản đồ dẫn xuất: Trên cơ sở dữ liệu đã được xây dựng, cụ thể là bản đồ sẽ được thể hiện trên màn hình máy tính, gồm các lớp, các yếu tố, và các bảng thơng tin mơ tả. Người sử dụng cĩ thể tìm hiểu các thơng tin đầy đủ chỉ bằng cách nhấn mũi tên vào đối tượng hay đo khoảng cách, xem diện tích một hồ vv Đây là những thơng tin đơn giản. Đơn giản : Tìm tổng Số người làm việc với GIS ở Việt Nam. Phức tạp hơn: (cĩ điều kiện) tìm tất cả các điểm mỏ vật liệu xây dựng ở Tp. Hồ Chí Minh, cĩ vĩ độ lớn hơn 10o15'(?). Tìm những đơ thị cĩ diện tích lớn hơn 100km2(?)v v Để trả lời những câu hỏi này, máy tính sẽ phải loại bỏ các đối tượng trên cơ sở điều kiện đã nêu ra và tạo ra những bản đồ dẫn xuất. Câu hỏi mơ hình: Vẽ khu vực xung quanh con sơng và cách bờ sơng 1km, và tính diện tích khu vực đĩ. Trên đây là một số câu hỏi và cịn rất nhiều chất vấn khác ta cĩ thể xây dựng các sản phẩm riêng, tùy vào phần mềm, và cách giải quyết vấn đề sẽ đem lại kết quả to lớn nhờ sự trợ giúp của GIS. 6. Cập nhật dữ liệu
17. Nhiều thơng tin địa lý thay đổi theo thời gian như: ranh giới hành chính, biên sử dụng đất, đường giao thơng, cơ sở hạ tầng Tùy thuộc vào mức độ thay đổi dữ liệu trong khơng gian và tầm quan trọng của sự sửa đổi mà việc cập nhật sẽ được thực hiện. Ảnh máy bay và ảnh vệ tinh sẽ giúp ích nhiều trong quá trình cập nhật. 7. Thao tác dữ liệu Bao gồm việc đo đạc (khoảng cách giữa hai điểm, chu vi, diện tích, khối lượng). Phân tích thống kê (đường đi tối ưu, các phép nội suy). Chồng ghép bản đồ. Xem chương 8 Phân tích địa lý. Xuất dữ liệu Thành phần modul đầu ra của GIS Ê Cửa sổ (lựa chọn các diện tích để in bản đồ) Ê Điều chỉnh tỷ lệ Ê Tạo và sửa chữa ký hiệu Ê Lựa chọn màu Ê Làm chỉ dẫn Ê Trình bày các bản vẽ Thiết bị và sản phẩm đầu ra của GIS Thiết bị đầu ra gồm màn hình, máy in và máy vẽ. Sản phẩm đặc trưng của GIS là tài liệu mà người dùng sử dụng trực tiếp bao gồm. Ê Các bảng tài liệu Ê Đồ Thị Ê Bản đồ
18. Ê Ảnh Ê Các mơ hình 3D Ê Dữ liệu xuất ra từ CSDL GIS trong dạng thích hợp đối với người sử dụng, cĩ ba dạng sau: Ê Hardcopy: thơng tin được in ra giấy, film, Ê Softcopy: thơng tin được xem trên màn hình máy tính (văn bản, đồ họa đơn sắc hoặc màu), softcopy cĩ thể thay đổi nhưng việc xem thơng tin bị hạn chế do kích thước màn hình. Ê Thơng tin xuất trong dạng điện tử: gồm những tập tin máy tính. Thiết bị xuất hardcopy gồm: Ê Pen plotter- máy vẽ dùng bút. Ê Ink jet plotter – máy vẽ phun mực. Ê Themal plotter – máy vẽ nhiệt. Ê Electrostatic plotter – máy vẽ tĩnh điện. Ê Dot matrix printer – máy in kim. Ê Lazer printer – máy in Lazer. Ê Optical film writer – thiết bị ghi film. Ê Screen copy device – thiết bị copy màn hình