Giáo trình Hệ thống thông tin địa lý -Trần Thị Băng Tâm

pdf

140 trang hapham 70

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Hệ thống thông tin địa lý -Trần Thị Băng Tâm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_he_thong_thong_tin_dia_ly_tran_thi_bang_tam.pdf

Nội dung text: Giáo trình Hệ thống thông tin địa lý -Trần Thị Băng Tâm

B GIÁO D C VÀ ðÀO T O TR ƯNG ðI H C NƠNG NGHI P HÀ N I Tr n Th Băng Tâm Giá o trì nh H th ng Thơng tin ða lý Hà ni, thá ng 2 n ăm 2006 Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý i
Li nĩ i đu Trong nh ng n ăm g n đây, h th ng thơng tin đ a lý (Geographical Information System g i t t là GIS), đã tr thành m t ngành khoa h c r t đưc quan tâm trong nhi u lĩnh v c nghiên c u và ng d ng khoa h c k thu t trên tồn c u. GIS đã th c s tr thà nh m t y u t quan tr ng trong h th ng cơng ngh thơng tin và khơng th thi u đư c trong m i ch ươ ng trì nh đào t o đi h c và trên đi h c. Cá c mơn h c liên quan đ n H th ng thơng tin đa lýđãđư c đư a và o gi ng d y Tr ư ng ði h c nơng nghi p 1 t nhi u n ăm qua nh ưng bà i gi ng ch yu v n d a và o cá c tà i li u b ng ti ng Anh. Th c t địi h i c n cĩ mt giá o trì nh GIS ti ng Vi t đ ph c v cơng tá c d y vàh c, nh t là cho đi t ư ng sinh viên cá c tr ư ng đi h c nơng nghi p đư c thu n ti n h ơn. Giá o trì nh nà y là mt c gng c a cá c cá n b gi ng d y mơn h c GIS thu c b mơn ða chí nh đ cung c p tà i li u ti ng Vi t v GIS. Giá o trì nh nà y nh m gi i thi u nh ng kin th c cơ b n v GIS vàch yu cho đi t ư ng sinh viên vàcá n b c a cá c tr ư ng đi h c nơng nghi p. Ni dung c a giá o trì nh nà y đư c trì nh bà y trong b y ch ươ ng và hai phl c. Ch ươ ng mt gi i thi u quátrì nh hì nh thà nh H th ng thơng tin đa lý , cá c n i dung chí nh, cá c thà nh ph n c a GIS, vàcá c ch c n ăng ho t đng chí nh c a m t h ph n m m GIS thơng th ư ng, cá c ng d ng c a GIS trong cá c ngà nh kinh t khoa h c k thu t t nhiên v àxã hi đng th i cũ ng trì nh bà y m i quan h gi a cá c thà nh ph n c a GIS đ b n đc cĩ th hi u rõđnh nghĩ a v GIS. Ch ươ ng hai nĩ i v h th ng tham chi u khơng gian trong GIS, b t d u b ng vi c cung c p cho ng ư i đccá c ki n th c chung v b n đ, sau đĩtrì nh bà y cá c h t a đ ph bi n hi n nà y trên th gi i và cu i cù ng s d ng nh ng ki n th c v b n đvà h t a đđgi i thí ch v cá c h tham chi u khơng gian đc tr ưng cho HTT ðL. Cu trú c d li u h th ng thơng tin đa lýđư c trì nh bà y trong Ch ươ ng ba b i vì hiu bi t v cu trú c l ưu tr d li u c a m t HTTT ðL bao gi cũ ng r t h u ích k c cho nh ng ng ư i s d ng HTTT ðL. Cu trú c d li u nh h ư ng đ n c kh i l ư ng b nh cn thi t và hi u su t quátrì nh phân tí ch d li u. Ch ươ ng nà y tr ư c h t trì nh bà y cá c khá i ni m v lưu tr d li u thơng tin d ư i hì nh th c c ơ s d li u, sau đĩ gi i thi u cá cd ng l ưu tr đc thù cho cá c HTTT ðL cù ng v i cá c ưu nh ư c đim c a t ng d ng Ch ươ ng bn gi i thi u cá c cơng đo n nh p d li u và o h th ng GIS, vàch nh lý d li u c v sai s và quy đi h th ng t a đvà tham chi u. Cá c d ng bi u th kt qu cũ ng đư c trì nh bà y cu i ch ươ ng. Ch ươ ng n ăm chuyên v mơ hì nh s đ cao (Digital Elevation Model, DEM). S bi u di n b ng s đ cao đa hì nh m t khá i ni m liên quan ch t chđ n GIS vàđư c ng d ng r ng rã i trong đgi i quy t nhi u v n đ th c ti n khơng ch trong gi i h n bi u di n đa hì nh. Ch ươ ng nà y trì nh bà y khá i ni m DEM, ph ươ ng phá p thà nh l p DEM vàcá c ng d ng c a nĩ . Ch ươ ng sáulà vcá c ph ươ ng phá p phân tí ch d li u trong h th ng thơng tin đa lý . S khác nhau gi a GIS và các ph n m m đ h a là kh năng bi n đi các d li u khơng gian g c thà nh các câu tr l i cho các m c đích c a ng ưi s d ng, kh n ăng phân tích các d li u khơng gian và phi khơng gian, kh năng tái hi n chu i t cơ s d li u b ng các ch c n ăng b t bi n và đa bi n c a các ph ươ ng pháp th ng kê s dng các ph ươ ng Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý ii
pháp n i và ngo i suy. Ch ươ ng nà y s trì nh bà y kh năng gi i quy t cá c v n đ , và nh ng yêu c u c ơ b n c a c ơ s d li u trong GIS. Cu i cù ng, kh năng phân tí ch d li u khơng gian và thu c tí nh c a GIS sđư c gi i thí ch, c ơ b n b ng cá ch k t n i hai lo i d li u trong GIS, d li u khơng gian và d li u thu c tí nh. Ch ươ ng bytrì nh bà y cá c v n đ liên quan đ n ch t l ư ng d li u, sai s và bi n đng d li u trong t nhiên. V n đlà m sao b o đm h n ch đư c sai s vàđ tin c y trong cá c quátrì nh thu th p, x lý , c p nh p và phân tí ch d li u là c c kỳ quan tr ng trong b t c ngà nh khoa h c k thu t nà o, k c trong GIS. Ch ươ ng nà y trì nh bà y cá c vn đ v bi n đng sai s d li u, ngu n g c và nguyên do cá c sai s , v n đ truy n t i sai s trong GIS và hu quc a chú ng. Ngồ i b y ch ươ ng chí nh, chú ng tơi th y cn thi t ph i thêm hai ph n phl c đ ng ư i đc cĩ th tham kh o (a) vtì nh hì nh phá t tri n cá c ph n m m GIS, c ph n m m trên th tr ư ng và ph n m m mi n phí ngu n m ; và (b) v xu h ư ng phá t tri n c a GIS trên c ơ s tham kh o nh ng t p chí chuyên ngà nh m i xu t b n g n đây. Phl c nà y gi i thi u xu h ư ng phá t tri n m i c a GIS khi k t h p v i Internet, GPS vàcá c thi t b Mobile k t n i khơng dây (wireless) vi mong mu n là m cho ng ư i đc c m nh n đư c mt ph n nh ng gìđang di n ra trên th gi i trong ngà nh GIS. Tá c gi xin c m ơn TS. Nguy n Duy Bì nh (Vi n Khí tư ng Th y v ăn v à Mơi tr ư ng TP H Chí Minh) đã nhi t tì nh h p tá c vàgiú p đ v chuyên mơn trong quá trì nh vi tgiá o trì nh. Xin c m ơn các đng nghi p trong và ngồi tr ưng ð i h c nơng nghi p 1 đã đc b n th o và gĩp ý đ hồn thành cu n sách này Mc dùđã c gng r t nhi u nh ưng do trì nh đcĩh n nên ch c ch ngiá o trì nh nà y khơng th trá nh đư c thi u sĩ t. Rt mong nh n đư c m i ý ki n đĩng gĩ p đ ln xu t b n sau giá o trì nh scĩ ch t l ư ng cao h ơn, gĩ p ph n t t h ơn cho nhi m vgi ng d y vàh c t p mơn GIS cá c tr ư ng đi h c nơng nghi p. Hà thá ă n i, ng 2 n m 2006 Tá c gi Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý iii
M C L C Ch ươ ng Trang Li nĩ i đu ii Danh m c B ng vii Danh m c Hì nh v viii Ch ươ ng 1 GI I THI U V H TH NG THƠNG TIN ðA LÝ (GIS) VÀ KH NĂNG NG D NG GIS TRONG CÁ C NGÀ NH KINH T , K THU T 1 1.1 Vai trị c a H th ng thơng tin đ a lý 2 1.2 L ch s phá t tri n h th ng thơng tin đ a lý 4 1.3 Nh ng n i dung chính m t h GIS đ c p t i 5 1.4 Yêu c u đi v i m t h GIS 5 1.5 ðnh ngh ĩa v GIS 6 1.6 Các thành ph n chí nh c a H th ng thơng tin đ a lý 8 1.7 Mt s ng d ng GIS trong cá c ngà nh khoa h c kinh t và k thu t 15 Câu h i ơn t p 20 Ch ươ ng 2 MT S KHÁ I NI M V H TH NG THAM CHI U KHƠNG GIAN 21 2.1 Khá i ni m v bn đ 21 2.2 Các đc tính c a b n đ 24 2.3 H th ng t a đ (Coordinate system) 27 2.4 Phép chi u b n đ (Map projection) 29 2.5 H qui chi u VN-2000 33 Câu h i ơn t p: 34 Ch ươ ng 3 CU TRÚ C D LI U GIS 36 3.1 Cá c khá i ni m c ơ s 36 3.2 D li u khơng gian 38 Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý iv
M C L C 3.2.1C u trúc d li u Raster 38 3.2.2.Cu trú c d li u vé c t ơ 42 3.3 D li u thu c tính 51 Câu h i ơn t p 52 Ch ươ ng 4 NH P VÀ CH NH LÝ D LI U TRONG H TH NG THƠNG TIN ðA LÝ 54 4.1 Nh p d li u 54 4.2 Biên t p và Ch nh s a d li u khơng gian 59 4.3 Nh p d li u thu c tính phi khơng gian 66 4.4 K t n i d li u khơng gian và d li u thu c tính 66 4.5 Hi n th đ u ra c a d li u đ a lý 67 Câu h i ơn t p 67 Ch ươ ng 5 MƠ HÌ NH S ð CAO (DEM) 68 5.1 Gi i thi u chung 68 5.2 Ph ưong phá p bi u th DEM 69 5.3 Ph ươ ng pháp xây d ng DEM 71 5.4 Cá c s n ph m ng d ng DEM 73 Câu h i ơn t p 78 Ch ươ ng 6 PHÂN TÍ CH D LI U TRONG GIS 80 6.1 Mc đích và kh năng gi i quy t v n đc a cá c h th ng GIS 80 6.2 Ch c n ăng qu n lý cơ s d li u 82 6.3 Các ch c n ăng phân tích d li u khơng gian 83 Kt lu n 91 Câu h i ơn t p 91 Ch ươ ng 7 CH T L Ư NG D LI U, SAI S VÀ BI N ð NG D LI U 94 7.1 Gi i thi u chung 94 7.2 Sai s cĩ ngu n g c rõrà ng 94 7.3 Sai s trong quátrì nh thu th p d li u 97 7.4 Sai s trong quátrì nh phân tí ch d li u 99 Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý v
7.5 Kt lu n 103 Câu h i ơn t p 103 Tà i li u tham kh o 104 Phl c A GI I THI U M T S PH N M M GIS 106 A.1 H ph n m m trên th tru ng 106 A.2 H ph n m m ngu n m 108 Phl c B XU H Ư NG PHÁ T TRI N C A GIS 110 B ng T vi t t t 116 Danh m c t vng 118 B ng tra thu t ng 125 Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý vi
Danh m c B ng B ng Trang B ng 2.1 Mt s ellipsoids đư c s d ng chí nh th c trên th gi iError! Bookmark not defined. B ng 3.1 Né n theo hà ng c t 41 B ng 3.2 So sánh mơ hình d li u d ng vector và raster 50 B ng 5.1 Ph ươ ng phá p bi u th mt cong đa hì nh 69 B ng 5.2 S n ph m ng d ng DEM trong GIS 73 B ng 7.1 Phân lo i sai s trong GIS theo ngu n g c 95 B ng A.1 Cá c ph n m m GIS ph bi n trên th tr ư ng 107 B ng A.2 Cá c d á n ph n m m ngu n m GIS, GPS và xlý nh 108 B ng A.3 Cá c website v ph n m m ngu n m GIS và v hi ngh Web 109 Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý vii
Danh m c Hì nh v Hì nh Trang Hình 1.1 GIS l à s th hi n c a th gi i th c bao g m nhi u đc tí nh đa lýđư c th hi n theo cá c l p d li u đi di n 2 Hình 1.2 Mt b n đcĩ th là tp h p c a nhi u l p thơng tin chuyên đkhá c nhau 3 Hình 1.3 Chi t xu t thơng tin t nhi u l p d li u 3 Hì nh 1.4Cá c n i dung ho t đng c a m t GIS 5 Hì nh 1.5 S ơ đ khá i ni m v m t h th ng TT ðL 6 Hinh 1.6 Phân loai các H th ng thơng tin 7 Hì nh 1.7 Phân bi t h th ng thơng tin đa lývà h th ng thơng tin đt 8 Hì nh 1.8Cá c thà nh ph n ph n c ng c a GIS 9 Hình 1.9 Các ch c n ăng thành ph n chính c a m t h qu n tr d li u đa lý 9 Hình 1.10 S ơ đ c u trúc c a ch c n ăng nh p d li u 10 Hình 1.11 C u trúc c a m t c ơ s d li u đ a lý 11 Hình 1.12 Ch c n ăng chuy n đi d li u 11 Hình 1.13 Ch c n ăng trình bày k t qu 11 Hình 1.14 Ngu n d li u và o c a m t h GIS 13 Hình 1.15 Quan h gi a các thành ph n c a GIS 14 Hình 1.16 Sơ đ ph i h p gi a cơng tác qu n lý và cơng ngh GIS 15 Hì nh 2.1 B n đlà mt h th ng truy n t i cá c thơng tin khơng gian 22 Hì nh 2.2 Sơ đho t đng x lývàt o l p b n đ s trên m ng 24 Hì nh 2.3 Khá i ni m cá c đc tí nh đa lý trên b n đ 25 Hình 2.4 Ví d so sánh gi a t l b n đ khác nhau 26 Hình 2.5 H t a đ đ a lý Error! Bookmark not defined. Hình 2.6 ðư ng tr c trá i đt 29 Hình 2.7 Phép chi u l p th c c (azimuthal) 31 Hình 2.8 Phép chi u hình nĩn (Lambert) 31 Hì nh 2.9 Phé p chi u hì nh trđng (Mercator) 31 Hì nh 2.10 Phé p chi u hì nh trvà lp th ngang (Transverse Mercator) 32 Hì nh 2.11 Phé p chi u UTM 33 Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý viii
Hình 3.1 C u trúc d ũ li u RASTER 39 Hình 3.2 Khái ni m v các l p d li u và t ch c d li u raster 40 Hình 3.3 Nén chain-code 41 Hình 3.4 Nén block-code 42 Hình 3.5 Nén cây t phân (quadtree) 43 Hì nh 3.6 Cá c d li u vector d ng đim đư ng vù ng trong t a đ ph ng x, y 43 Hình 3.7 Các c u trúc vector d ng đưng 45 Hình 3.8 Cu trúc vector d ng vù ng 46 Hình 3.9 Vù ng v i c u trúc topo riêng bi t 47 Hình 3.10 Vù ng v i c u trúc topo m ng đ y đ 47 Hình 3.11 Tính ch t liên t c c a Topology 48 Hình 3.12 Tính ch t t o vùng c a Topology 49 Hình 3.13 Tính ch t k cn c a Topology 49 Hình 3.14 Mơ hình quan h gi a d li u khơng gian và d li u thu c tính 52 Hì nh 4.1 Sơ đ nh p d li u cho m t HTTT đa lý 55 Hình 4.2 Raster hố d li u 57 Hình 4.3 Nh n d ng t đ ng đưng trên b n đ quét 59 Hì nh 4.4 Tì m ki m đim trong đa giá c 61 Hình 4.5 Lo i b đim d ư th a 62 Hình 4.6 Chuy n đi h t nh ti n h t a đ 64 Hình 4.7 Chuy n đi gĩ c quay h t a đ 64 Hình 4.8 Phát hi n và s a l i d li u khơng gian d ng vect ơ 65 Hì nh 5.1 Vídm ng TIN 70 Hì nh 5.2 M nh TIN v i s thay đi kí ch th ư c l ư i đc tr ưng 71 Hì nh 5.3 ng d ng TIN đ bi u th s bi n đng đ cao đa hì nh 71 Hình 5.4 S ơ đ Voronoi 72 Hì nh 5.5 Bi u đ kh i bi u th s bi n đng c a đ cao đa hì nh 74 Hì nh 5.6 B n đđư ng đng m c v i kho ng cá ch đ cao 5 m 75 Hì nh 5.7 B n đđa hì nh Hì nh 5.6 nh ưng s d ng mơ hì nh DEM 75 Hình 5.8 Vect ơ h ưng d c 76 Hì nh 5.9 ng d ng DEM đ bi u thđa hì nh 77 Hì nh 5.10 Hì nh nh tơ bĩ ng c a b n đđa hì nh vù ng nú i đá 78 Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý ix
Hì nh 6.1 Sơ đ phân tí ch d li u trong h th ng GIS 80 Hì nh 6.2 Thay đi h t a đvàphé p chi u 84 Hì nh 6.3 Truy c p phân lo i vàđo đc 86 Hình 6.4 Thao tác đào vàđp 87 Hinh 6.5 S ơ đ Venn 88 Hì nh 6.6 Ch ng ghé p b n đ 88 Hì nh 6.7 T ovù ng đ m và ch c n ăng dù ng l ư i 89 Hì nh 6.8 Phé p tí nh đi s trên b n đ. 90 Hình 6.9 Ch ng x p đ i s hai l p d li u khơng gian 90 Hình B.1 Sơ đlà ng Çatalhưyük (năm 6500 tr ư c CN) 110 Hì nh B.2 Mà n hì nh m đu c a Google Earth 113 Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý x
Ch ươ ng Mt GI I THI U V H TH NG THƠNG TIN ðA LÝ (GIS)VÀKH NĂNG NG D NG GIS TRONG CÁ C NGÀ NH KINH T , K THU T Ch ươ ng nà y gi i thi u quátrì nh hì nh thà nh H th ng thơng tin đa lý (HTTT ðL hay GIS), cá c n i dung chí nh,cá c thà nh ph n c a GIS, vàcá c ch c n ăng ho t đng chí nh c a m t h ph n m m GIS thơng th ư ng, đng th i cũ ng trì nh bà y mi quan h gi a cá c thà nh ph n c a GIS đb n đc cĩ th hi u rõđnh nghĩ a v GIS. Các ng d ng c a GIS trong cá c ngà nh kinh t khoa h c k thu t t nhiên vàxã hi đư c trì nh bà y trong ch ươ ng nà y cho th y GIS cĩ th là mt cơng c hu hi u trong cơng tá c qu n lýcá c ngu n tà i nguyên thiên nhiên và nâng cao nh n th c c a con ng ư i v b o v mơi tr ư ng. Trong nh ng n m g n đây, h th ng thơng tin đ a lý (Geographycal Information System g i t t là GIS), đã tr thành m t ngành khoa h c r t đưc quan tâm trong nhi u lĩnh v c nghiên c u và ng d ng trên tồn c u. GIS đã tr thà nh m t y u t quan tr ng trong h th ng cơng ngh thơng tin và nh ư vy đã tr nên khơng th thi u trong quá trì nh h tr ra m i quy t đnh quan tr ng c a lồ i ng ư i. Nh ng ng ư i ra quy t đnh m i t ng l p (chí nh tr , t ch c t ư nhân, kinh t k thu t và cơng nghi p) đã nh n th c đư c rõrà ng v tm quan tr ng c a m i quan h gi a s li u v vtríđa lývàcá c thơng tin khá c, vàhđang s d ng GIS trong m i quá trì nh ra quy t đnh c a mì nh. Th gi i c a chú ng ta đang khơng ng ng bi n chuy n, theo đà nh ng quátrì nh t nhiên vàb nh h ư ng sâu s c do nh ng ho t đng c a con ng ư i. Trá i đt ngà y cà ng cĩ mt đ dân s cao h ơn vàcá c đơ thngà y cà ng l n h ơn. Hi n nay cơng ngh khoa h c k thu t cĩ nh h ư ng l n đi v i cu c s ng m nh m hơn b t c th i đi nà o trong l ch s, vàquátrì nh chuyên mơn hĩ a cũ ng di n ra v i t c đngà y cà ng m nh m . Giao l ưu gi a nh ng ng ư i trên th gi i đãvàđang tr nên th ư ng xuyên h ơn và mi cá nhân cũ ng cĩđiu ki n đĩn nh n đcá c lo i thơng tin. Nĩ i m t cá ch khá c đĩlàquátrì nh tồ n c u hĩ a và theo nhi u nhà nghiên c u thi cá c nguy c ơ đi v i cu c s ng c a lồ i ng ư i cũ ng tr nên khĩcĩ th xá c đnh đư c h ơn. Ho t đng c a con ng ư i đã nh hư ng đáng k đ n mơi tr ư ng trá i đt, đ n đa d ng sinh h c c a th gi i, vàđ n tà i nguyên thiên nhiên cĩ th là ngu n s ng c a cá c th h tươ ng lai. Cá c b ng ch ng v nh ng nguy c ơ k trên chú ng ta cĩ th nhì n th y kh p m i n ơi trên th gi i. Cá c thà nh ph đang tr nên to l n h ơn, tiêu th ngà y cà ng nhi u tà i nguyên h ơn vàcá c cơng trì nh đang trà n ra cá c vù ng tr ư c đây cị n là nguyên d ng c a t nhiên. Cá c nghiên c u v khí tư ng đã ch ng minh trá i đt chú ng ta đang nĩ ng d n lên và s là nguyên nhân c a nhi u hi n t ư ng t nhiên khơng th lư ng tr ư c đoc. Cá c dị ng đi d ươ ng vàkhí hu cĩ th s thay đi. Sinh v t s ng trong cá c đi d ươ ng khơng nh ng ph i ch u tá c đng c a nhi t đ khơng khí tăng lên màcị n bcá c ngu n ơ nhi m c a con ng ư i là m cho điêu đng. Mc khá c, m c n ư c bi n cĩ th s dâng cao, khơng nh ng là m bi n đng mơi tr ư ng vù ng ven bi n màcĩ th là m bi n m t cá c c ng đng dân c ư cá c vù ng đĩ. ðây ch là nh ng vídrõrà ng v tá c đng c a con ng ư i hi n nay nh ưng cũ ng đđ ta th y nguy c ơ phí a tr ư c cĩ th to l n đ n ch ng nà o. Lồ i ng ư i bt bu c ph i t mì nh rú t ra nh ng bà i h c vàph i ph i h c th t nhanh đqu n lýphá t tri n b n v ng, b o đm cho s tn t i lâu dà i c a chí nh con ng ư i. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 1
H th ng thơng tin đa lý (GIS) đã tr thà nh m t khung cơng c tng h p r t hi u qu nh m qu n lýcá c ho t đng cc a con ng ư i và thiên nhiên b i vìnĩgiú p ta t ng hp và phân tí ch m i d li u ph c t p, vàđư a ra k t quđ tt cm i ng ư i, t cá c nhà khoa h c, nghiên c u, nhà v ch đnh k ho ch và cơng chú ng, đ u cĩ th c m nh n đư c. Chúng ta đang b ưc vào m t th i k ỳ ng d ng c a cơng ngh GIS cĩ th t ch c và t ng h p t t h ơn các d li u khoa h c, đánh giá và đnh h ưng các bi n đ ng theo th i gian và khơng gian, xây d ng các mơ hình, ph ươ ng pháp s h c và h th ng nh m tìm ra các m i quan h , các bi n pháp qu n lý trong vi c s d ng và b o v các ngu n tài nguyên thiên nhiên g n v i s phát tri n kinh t - xã h i trên tồn c u. Vi s phát tri n c a cơng ngh GIS, các nhà làm chính sách, các nhà khoa h c t nhiên và xã h i, các t ch c kinh t doanh nghi p t ư nhân và Nhà n ưc, đ u cĩ th s dng GIS nh ư m t cơng c k thu t đ gi i quy t các v n đ c p thi t c a th i đ i nh ư tình tr ng tri t phá r ng, s xu ng c p c a mơi tr ưng, v n đ đơ th hố, d báo v nh ng bi n đ ng c a khí h u. GIS cung c p cho con ng ưi nh ng cơng c m nh nh t đ cĩ th xây d ng, t ch c, x lý và qu n lý các d li u cung c p các thơng tin tr giúp cho các chuyên gia v GIS và các nhà qu n lý trong vi c ra các quy t đ nh đúng đ n, các gi i pháp h u hi u cho các v n đ trên 1.1 Vai trị c a H th ng thơng tin đ a lý Trong vài th p k g n đây, đ a lý h c đã cĩ nhi u phát ki n v v n d ng nh ng k thu t thơng tin, trong đĩ bao g m nh ng ph ưong pháp m i v mơ hình tốn h c và mơ hình th ng kê đng th i c ũng gi i thi u nh ng ngu n thơng tin m i nh ư d li u vi n thám. Hình 1.1 GIS là s th hi n c a th gi i th c bao g m nhi u đc tí nh đa lý đư c th hi n theo cá c l p d li u đi di n Trong khung c nh c a nh ng phát ki n này, h th ng thơng tin đa lý (HTT ðL) đã đĩng m t vai trị quan tr ng nh ư là mt k thu t t hp. HTT ðLđưc coi là s liên k t ca m t s các k thu t khá c nhau vào thành m t t ng th hà i hị a. HTT ðL là k thu t mnh m cho phép nhà đa lý t hp d li u c a h và áp d ng nh ng ph ươ ng pháp h tr phân tích đa lý truy n th ng nh ư phân tích ch ng ghép b n đ và mơ hình hố, trên má y tí nh. Vi HTT ðL nhi u điu cĩ th th c hi n đưc nh ư là v b n đ , xây d ng mơ Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 2
hình, h i đáp và phân tích m t l ưng l n d li u. T t c đ u đưc l ưu gi trong m t c ơ s d li u. S phát tri n c a HTT ðL d a trên n n t ng c a nhi u ngành khoa h c khác nhau nh ư: đa lý, b n đ hc, đo v nh, vi n thám, kh o sát, tr c đa, xây d ng cơng trình, th ng kê, khoa h c máy tính, dân t c h c và nhi u nhánh khác c a khoa h c trái đt và khoa h c t nhiên. HTT ðL cĩ th đưc xem xét nh ư m t c ơ s d li u s trong đĩ d li u thơng tin đưc liên k t trong m t h to đ khơng gian. HTTT ðL cho phép: 1. Nh p d li u (các b n đ , nh hàng khơng, v tinh, và các ngu n khác); 2. L ưu tr d li u, truy nh p và h i đáp; 3. Chuy n đ i d li u, phân tích và mơ hình hố; 4. Báo cáo d li u (các b n đ , báo cáo và s ơ đ). ði t ưng chính c a cá c ng d ng HTT ðL là s ch ng ghép c a nh ng l p thơng tin khác nhau thơng qua vi c s dng nhi u ngu n d li u đa d ng đưc xây d ng trên mt b n đ cơ s đ a hình. ðiu quan tr ng là tt c các l p thơng tin ph i đưc đă ng ký vi cù ng m t h quy chi u khơng gian ph d ng. Vi ch c n ăng đo đc và t hp nh ng thà nh ph n khác nhau, HTTT ðL cho ta nhìn th y và qu n lý t t c nh ng gì đang di n ra trên b m t Trái đ t (Hình 1.1). HTT ðL cho phép tìm ki m nh ng lo i hình khơng gian, x lý và cho nh ng m i quan h gi a nh ng l p chuyên đ khác nhau. Mt b n đcĩ th là lp ch ng x p c a nhi u b n đ chuyên đ cù ng đư c đă ng ký và o m t h t a đ chung (Hì nh 1.2) HTT ðL c ũng cho phép tá ch bi t m t hay nhi u l p t cá c l p thơng tin ngu n. Thơng tin c a nh ng l p c th cĩ th đưc t p h p và chuy n sang l p m i đ ti p t c phân tích v sau. ðây là quá trình th c hi n cá c phé p tí nh đi s trên bn đ (hình 1.3). Cùng v i khoa h c b n đ , k thu t HTT ðL đã t ăng c ưng hi u qu và s c m nh phân tích c a vi c thà nh l p b n đ truy n th ng. M t h HTT ðL cĩ th đưc s d ng đ s n xu t nh ng hình nh khơng ph i ch là nh ng b n đ mà cịn là nh ng b n v k thu t và s n ph m hình h a khác. Nh ng hình nh này cho phép nh ng nhà quan sát c m nh n cá c đi t ưng c a h theo cách mà ch ưa bao gi nhìn th y trong các tài li u tr ưc đây. Nh ng hình nh này r t cĩí ch trong vi c d n d t t i các khái ni m k thu t ca HTT ðL d ành cho nh ng ng ưi khơng chuyên nghiên c u khoa h c. Hình 1.2 Mt b n đcĩ th là tp h p c a Hình 1.3 Chi t xu t thơng tin t nhi u l p d li u nhi u l p thơng tin chuyên đkhá c nhau Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 3
1.2 L ch s phá t tri n h th ng thơng tin đ a lý 1. Giai đo n 1: T 1960s - 1970s GIS đư c s d ng mang tí nh đơ n l , cá nhân, h th ng thi u tí nh linh ho t. Cĩ th k ra m t s tá c givà h GIS đu tiên trong giai đo n nà y nh ư R. Tomlinson & Canada Geographic Information System (CGIS), H. Fisher & SYMAP mapping package 2 .Giai đo n 2: t gi a 1970s đ n đu nh ng n ăm 1980s Ch yu là s truy n bá v GIS, ít phá t ki n m i, t p trung ch yu cá c c ơ quan nghiên c u Nhà nư c 3. Giai đan 3 : T 1980 -1990 Do sphá t tri n c a kinh t th tr ư ng, cá c ph n m m GIS n i ti ng nh ư ArcInfo in 1982 by ESRI (Environmental Systems Research Institute) Mapinfo ra đi s phá t triên c a GIS đư c ch p nh n 4. Giai đo n 4: T cu i 1980s đ n nay đánh d u s ti n b vư t b c c a cơng ngh s n xu t má y tí nh đin t . Cu hì nh má y vi tí nh ngà y cà ng m nh vàgiáthà nh c a c ph n cng và ph n m m đ u h . S ti n b v ưt tr i c a b n đ v trên máy tính so v i b n đ gi y(nhanh h ơn, đp h ơn, ch a nhi u thơng tin h ơn,d c p nh t, l ưu tr ti n l i, giá tr s d ng cao, sai s k thu t và ng u nhiên th p 5. Xu h ư ng hi n nay c a GIS (xem phl c B): Trong t ươ ng lai GIS sđư c phá t tri n m t cá ch tồ n di n h ơn v cá c n i dung sau: • Thay đi c ng đng s d ng GIS t cơ quan chí nh ph sang thà nh ph n kinh doanh (mang tí nh th tr ư ng) • Cá c ph n c ng và ph n m m GIS xu t hi n ngà y cà ng nhi u v igiáthà nh ngà y cà ng h , dung l ư ng l n, c u hì nh cao, t ính đc l p c a h th ng cao h ơn • Mi quan h d li u đuc t ăng c ư ng v mt b n quy n d li u, S hu và phân ph i d li u (Data copyrights, ownerships, and privacy) • Ch t l ư ng s li u đư c chúý ( Census data, demographic data ) • ng d ng cá c mơ hì nh khơng gian ngà y cà ng nhi u • Stí ch h p c a cá c sá ch l ư c ph át tri n vàcá c k thu t ngo i vi • Cá ch th hi n d li u (Data visualization) và Web GIS • Mơi tr ư ng má y tí nh (Computer environment) – Windows vs. UNIX – PCs vs. Workstation Tươ ng lai khơng xa, khi màgiáthà nh và tc đđư ng truy n internet, k cm ng khơng dây, đư c c i ti n v ư t b c thìkh năng ng d ng GIS trên c ơ s web scĩ th l i bù ng n . Cá c cơng ngh Mobile nh ư WiFi, và 2.5 và 3G cellular, s đem l i kh năng m i cho GIS. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 4
1.3 Nh ng n i dung chính m t h GIS đ c p t i GIS cho bi t m t v t th A đâu? (tên vùng, mã vùng, đim quan tr c theo h to đ đã bi t). Hì nh 1.4Cá c n i dung ho t đng c a m t GIS GIS nêu và gi i quy t nh ng điu ki n tho mãn v i v trí c a m t v t th . Vt th A cĩ quan h th nào v i v t th B, cĩ bao nhiêu ki u A trong m t kho ng cách hay m t di n tích, mt ph m vi khơng gian đã cho tr ưc; Tính tốn kho ng cá ch ng n nh t gi a 2 v t th , chi phí cĩ hi u qu nh t ho c phát hi n nh ng c n tr t đim X đ n đim Y nào đĩ; Mơ t s k t h p gi a các v t th và các thu c tính c a chúng. GIS s d ng c ơ s d li u s đ lp mơ hì nh mơ t nh ng bi n đ i c a th gi i th c trong ph m vi m t vùng hay nhi u vùng theo m t k ch b n trong m t quátrì nh hồn cnh c th vi s bi n đ i c a th i gian. GIS đư a ra nh ng kh n ăng l a ch n d a trên các k t qu đã đưc phân tích chính xác giúp cho nh ng nhà làm chính sách nh ng nhà đu t ư cĩ th ra đưc các quy t đ nh cĩ hi u qu trong l ĩnh v c ho t đơng c a mình. GIS cĩ kh n ăng đ xu t các mơ hình ho t đng m t khi các v n đ trên đã đưc th c hi n. Nh ng n i dung k t qumà HTTT ðL hi n đi đư a ra khơng cĩgìkhá c v i nh ng kt quc a nh ng ph ươ ng phá p phân tí ch truy n th ng, tuy nhiên nĩđã chng tlà mt cơng c hu hi u giú p cho cá c nhà khoa h c chuyên mơn gi i quy t đư c cá c v n đ mt c ách chí nh xá c và nhanh chĩ ng. 1.4 Yêu c u đi v i m t h GIS Mt h GIS ho t đng cĩ hi u quph i th c hi n đư c cá c yêu c u sau: Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 5
− X lí d dàng nhanh chĩng v i s lưng d li u đa lí ln; − Cĩ kh n ăng tách ch n chi ti t d li u theo mi n, vùng ho c theo chuyên đ; − Cĩ kh năng tìm ki m theo các tí nh ch t đc tr ưng đc bi t c a m t hay nhi u đi t ư ng đa lý ; − Cĩ kh n ăng phân tích các d li u khơng gian, liên k t các d ũ li u khơng gian và thu c tính; − Cĩ kh năng c p nh t d li u nhanh chĩng v i chi phí th p; − Cĩ kh n ăng mơ hình hố d li u và đ ra các ph ươ ng án ch n l a; − Cĩ kh n ăng trao đ i d li u v i các h th ng thơng tin khác, cĩkh năng đ phá t tri n ti p v i cá c ch c n ăng ti n ích khá c; − Cĩ kh n ăng k t xu t d li u ra v i các hình th c khác nhau. 1.5 ðnh ngh ĩa v GIS Tù y theo cá c ch c n ăng, nhi m vc a m i h thơng tin đa lý màcĩ nhi u đnh nghĩ a khá c nhau, tuy nhiên cá ckhá i ni m v GIS đ u da trên 3 yu t quan tr ng là :d li u đu và o, h th ng vi tí nh s k thu t cao vàkh năng phân tí ch s li u khơng gian ðnh ngh ĩa theo ch c n ăng: GIS là mt h th ng bao g m 4 h con: d li u vào, qu n tr d li u ( qu n lývà phân tích d li u) và d li u ra. GIS là t p h p c a các thu t tốn : Trong m t h thơng tin đa lýcĩ th sd ng cá c ph ươ ng phá p tí nh đi s , hì nh h c t đơ n gi nđ n ph c t p. Cá c phé p đo đc cĩ th th c hi n v i cá c phé p tí nh đơ n gi n nh ư tí nh di n tich, đo chi u dà i, tí nh sai s trung bì nh đ n cá c phé p tố n gi i tí ch cao c p trong quátrì nh x lý phân tí ch s li u. ðnh ngh ĩa theo mơ hình c u trú c d li u: g m các c u trúc d li u đưc s dng trong các h th ng khác nhau (c u trúc d ng Raster và vector). V m t cơng ngh : GIS là cơng ngh thơng tin đ l ưu tr , phân tích và trình bày các thơng tin khơng gian và phi khơng gian. Cơng ngh GIS cĩ th coi là m t t p h p hồn ch nh các ph ươ ng pháp và các ph ươ ng ti n nh m s d ng và l ưu tr c ác đi t ưng. GIS là h th ng tr giúp ra quy t đ nh : GIS cĩ th coi là m t h th ng tr giúp vi c ra quy t đ nh, cĩ th tích h p các s li u khơng gian trong m t c ơ ch th ng nh t. GIS đư c s d ng đ cung c p thơng tin nhanh h ơn và hi u qu h ơn cho các nhà ho ch đnh chính sách. Các c ơ quan chính ph dùng GIS trong qu n lý các ngu n tài nguyên thiên nhiên, trong các ho t đng quy ho ch, mơ hình hố và quan tr c. Hình 1.5 S ơ đ khá i ni m v m t h th ng TT ðL Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 6
ðnh nghĩ a t ng quá t theo BURROUGHT , 1986 "GIS nh ư là m t t p h p các cơng c cho vi c thu nh p, l ưu tr , th hi n và chuy n đ i các d li u mang tính ch t khơng gian t th gi i th c đ gi i quy t các bài tốn ng d ng ph c v các m c đích c th " ( Hì nh 1.5). GIS đưc coi là m t cơng c đ t ng h p các d li u khơng gian đã thu nh n theo các t l , kho ng th i gian khác nhau và trong các khuơn d ng d ũ li u khác nhau. Hinh 1.6 Phân loai các H th ng thơng tin Trong hì nh 1.6, h thơng thơng tin khơng gian CAD ph n l n ch chú ý đ n vi c trình bày và hi n th các d li u hình h a ít quan tâm đn tính ch t thu c tính c a các d li u.Các tính ch t thu c tính cĩ th ho c khơng c n thi t ph i cĩ trong quá trình phân tích d li u. M t CAD cĩ th là m t thành ph n quan tr ng c a GIS nh ưng b n thân mt ph n m m đ h a khơng th gi i quy t đuc t t c nh ng yêu c u và k t qu trơng đi nh ư đi v i m t h th ng GIS. Vì v y m t ph n m m đ h a ch cĩ th là m t n n tng t t đ phát tri n GIS. H th ng TT ðL cĩ nhi u đim chung v i CAD, cĩ th dùng đ thi t k , v nhi u v t th , đ i t ưng k thu t trong m t ph m vi r ng. C GIS và CAD đu c n thi t kh n ăng th hi n các th c th liên quan trong m t h th ng quan tr c, th hi n các thu c tính phi khơng gian và các m i quan h khơng gian. Khi l ưng ln và skhá c bi t c a các d li u đ u vào và các nét đc tr ưng riêng bi t c a các phé p phân tích d li u c a h GIS là skhá c bi t v i h CAD. ðiu này cĩ th làm cho m t ph n m m c a CAD tr thành khơng thích h p v i m t GIS và ng ưc l i. Mt GIS khơng chđơ n thu n là mt h th ng má y tí nh chuyên là m b n đ mc dù nĩcĩ th t o ra b n đ vi cá c t lkhá c nhau, trong cá c h qui chi u khá c nhau và vi h th ng ký hi u khá c nhau. GIS là cơng cđ phân tí ch d li u.Ưu đim l n c a GIS làgiú p chú ng ta xá c đnh đư c cá c m i quan h khơng gian gi a cá c đi t ư ng đa lý . GIS khơng coi l ưu tr mt b n đhồ n ch nh ho c l ưu tr nh hay khung nhì n đc bi t làchí nh màch yu GIS l ưu tr cá c s li u giú p chú ng ta cĩ th t o ra cá c khung nhì n vàvchú ng theo m c đích mong mu n. Bi v y c n ph i phân bi t GIS là mt h th ng thơng tin khơng gian đc bi t (Hì nh 1.7). H th ng thơng tin đt (LIS) th c ch t là mt Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 7
GIS ho t đng tm vi mơ nghiên c u cá c lĩ nh v c qu n lývà sd ng cá c thơng tin tà i nguyên đt. Hì nh 1.7 Phân bi t h th ng thơng tin đa lývà h th ng thơng tin đt 1.6 Các thành ph n chí nh c a H th ng thơng tin đ a lý GIS địi h i s cung c p m t t p h p các cơng c và ph ươ ng pháp đ ng ưi s d ng cĩ th t ch c thao tác và bi u di n d li u đa lý cho l ĩnh v c áp d ng riêng c a mình. K thu t là ph n c ng và ph n m m c a cơng ngh . Cơng ngh bao g m c ơ s khoa h c và k thu t đ th hi n các ngu n d li u khác nhau. Vì vy cá c thà nh ph n c ơ b n đ t o nên m t h GIS bao g m cá c thi t b tin h c (ph n c ng c a h th ng), ch ươ ng trì nh qu n tr d li u (ph n m m c a h th ng), ngu n nhân l c s d ng h th ng, ngu n d li u và ph ươ ng phá p s d ng h th ng. 1.6.1 Ph n c ng (hardware) Các thành ph n c ng thơng th ưng c a m t H th ng thơng tin đ a lý thơng th ưng đưc th hi n trong Hình 1.8. Ph n c ng c a m t h GIS g m máy vi tính, c u hình và m ng cơng vi c c a máy tính, các thi t b ngo i vi nh p xu t d li u và l ưu tr d li u. Các máy tính cĩ th làm vi c đ c l p ho c cĩ th đưc đ t vào m t m ng liên k t. Các thi t b nh p d li u nh ư bàn s hĩa ho c máy quét dùng đ ch n l c các đ c tính đ a lý t m t b n đ hay nh ngu n vào h th ng máy tính d ưi d ng d ũ li u s vect ơ hay ma tr n d ng l ưi B ph n điu khi n trung tâm (CPU) đưc n i v i b ph n l ưu tr (diskdrive) làm nhi m v l ưu tr d li u và ch ươ ng trình máy tính. Các thit b ngo i vi khác nh ư máy in, máy v (plotter) th ưng đưc dùng đ trình bày, hi n th và in các d li u k t qu đã đưc x lý. Các đĩ a DVD, CD, modem đưc s d ng đ ng th i trong vi c l ưu tr các d li u đ u vào và ra c a h th ng hay đĩng vai trị chuy n d li u gi a các h th ng thơng tin v i nhau. Ng ưi s d ng cĩ th th hi n d li u nh ư b n đ trên màn hình t máy tính và các thi t b ngo i vi nh ư máy quét, máy in. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 8
Hì nh 1.8Cá c thà nh ph n ph n c ng c a GIS 1.6.2 Ph n m m (software) Mt h GIS th ư ng cĩ ch ươ ng trì nh má y tí nh cĩkh năng l ưu tr vàqu n trcá c d li u đa lý gm năm ph hk thu t (subsystem) ch y u sau: − Nh p d li u; − Lưu tr d li u và qu n lý d li u; − Chuy n đi d li u; − Hi n th d li uvàbá o cá o k t qu . − Giao di n v i ng ư i dù ng. Hình 1.9 Các ch c n ăng thành ph n chính c a m t h qu n tr d li u đ a lý Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 9
Ch c n ăng nh p d li u Thành ph n nh p d li u bao g m t t c các tác v liên quan đn chuy n đ i d li u thu th p đưc khuơn d ng b n đ cĩ s n, s li u th c đ a, các b ph n thu c m ng (bao g m nh hàng khơng, nh v ũ tr và các cách thu th p d li u gián ti p khác) thành dng s . Cĩ r t nhi u cơng c máy tính khác nhau đ th c hi n cơng vi c này: Bàn phím, bàn s hố, t p text, máy quét nh, b ăng t , đĩ a c ng. Ch c n ăng nh p d li u cĩ các thành ph n th hi n theo s ơ đ Hì nh 1.10. Nh p d li u vàch nh s a d li u làcá c thao tá c r t c n thi t đ xây d ng m t c ơ s d li u đa lý (sđư c trì nh bà y k ch ươ ng 4). Hình 1.10 S ơ đ c u trúc c a ch c n ăng nh p d li u Lưu tr d li uvàqu n lý d li u Là ch c n ăng ho t đng quan tr ng nh t c a m t ph n m m GIS (Hình 1.11). D li u v i cá c tí nh ch t nh ư vtrí , cá c liên k t (quan h khơng gian) vàcá c thu c tí nh c a cá c nguyên t đa lý nh ư đim, đư ng, vù ng đi di n cho cá c th c th trên b mt qu đt đư c cá c ch ươ ng trì nh má y tí nh t ch c c ơ s d li u theo H th ng qu n tr d li u (DBMS). Cu trú c và ph ươ ng phá p t ch c d li u sđư c trì nh bà y k hơn ch ươ ng 3. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 10
Hình 1.11 C u trúc c a m t c ơ s d li u đ a lý Ch c n ăng th hi n s trao đ i, chuy n đ i d li u c a ph n m m m t HTTT ðL r t phong phú giúp cho ng ư i s d ng cĩ th duy trì b o d ưng và c p nh t các d li u đã cĩ s n ho c cĩ th nh p xut d li u v i m t hay nhi u ph n m m tin h c khác đ ng th i giúp cho kh n ăng phân tích các d li u đưc th c hi n linh ho t và chính xác h ơn. Hình 1.12 Chc n ăng chuy n đ i d li u Ch c n ăng trình bày k t qu đư c coi là s hi n th d li u vàcá c k t qu phân tí ch đ n ng ư i s d ng. thơng tin sau cá c ch c n ăng nh p, ch nh lývà phân tí ch cá c d ng d li u. Hì nh 1.13. cho th y k t qucĩ th trì nh bà y v i nhi u hì nh th c nh ư th hi n t m th i trên mà n hì nh má y tí nh, in v kt qu dư i d ng b ng, bi u, b n đ ho c ghi l i trên băng, đĩa t , phim, v.v. Hình 1.13 Ch c n ăng trình bày k t qu Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 11
Các s n ph m ph n m m Trên th tr ư ng th gi i hi n nay cĩcá c ph n m m GIS cĩkh năng đáp ng v i r t nhi u ng d ng khá c nhau. Mt s ph n m m cĩ th t i đư c th m chí mi n phí t internet. Ng ư i l a ch n ph n m m c n hi u rõđư c kh năng đáp ng c a ph n m m màmì nh l a ch n trên c ơ s bn ch c n ăng c ơ b n: nh p d li u, ch nh lý d li u, phân tí ch d li u và bi u th kt qu . Cá c cơng ty cung c p ph n m m GIS chí nh trên th gi i hi n nay là ESRI, Intergraph, Landmark Graphic và Mapinfo. Cá c ph n m m cĩ th đư c s d ng trên cá c h điu hành WINDOWS 9X, WINDOWS NT, WINDOW XP, Unix, và Machintosh. Phl c A gi i thi u chi ti t đc đim c a cá c ph n m m GIS ph bi n hi n nay trên th gi i. Các s n ph m ph n m m cho các b n đ s : ði t ưng c a các ph n m m này là s hố,vvàthà nh l p bn đ , dùng đ qu n lý các t ư li u b n đ s , s a ch a, c p nh t các thơng tin trên b n đ , xu t b n b n đ (MicroStation, AutoCAD). Các s n ph m qu n tr b n đ : Các s n ph m này c ũng cĩ các ch c n ăng c p nh t thơng tin b n đ , ngồi ra thêm ch c n ăng qu n tr các thơng tin b n đ và thơng tin thu c tính c a b n đ . Chúng cĩ kh n ăng liên k t d li u b n đ v i các d li u phi khơng gian. Các ch c n ăng ch y u là thi t l p b n đ th ng kê theo các thu c tính, hi n th và in n (MapInfo, Arc/View). Các s n ph m ph n m m qu n tr và phân tích khơng gian : Các s n ph m này là mc phát tri n cao h ơn, ngồi các ch c n ăng qu n tr , c p nh t thơng tin, k t n i d li u thu c tính, các ph n m m này cịn cĩ thêm các ch c năng phân tích d li u khơng gian. Các phép tốn khơng gian c ơ bn hi n nay đã tr thành m c nhiên trong h GIS. Vi các ch c n ăng phân tích này ng ư i ta đã hồn thi n khơng gian d li u hình h c trong CSDL GIS (Arc/Info, ArcGIS, ILWIS, MGE, Geomedia Professional). 1.6.3 D li u GIS Cĩ th coi thành ph n quan tr ng nh t trong m t h GIS là d li u. Các d li u khơng gian và d li u thu c tính. H GIS s k t h p d li u khơng gian v i các ngu n d li u khác, th m chí cĩ th s d ng DBMS đ t ch c l ưu tr và qu n lí d li u. Các tác v liên quan đn d li u là: Thu th p d li u : S hình thành t nh ng n ăm 1960 và phát tri n t c đ c a máy vi tính vào cơng tác xây d ng b n đ và x lí các thơng tin khơng gian đã d n đ n s ra đ i c a các h th ng thơng tin đa lý (GIS) đ thu nh n và x lý các d li u khơng gian t nhi u ngu n d li u khác nhau (Hì nh 1.14). Ngu n d li u và o c a HTTT ðL r t đa d ng ch yu hai lo i d li u chí nh là d li u khơng gian và d li u thu c tí nh.Cá c d li u khơng gian mà GIS cĩ th thu nh n bao g m cá c b n đ gi y cĩgiátr sd ng cao. ðây là nh ng b n đđư c vvà in t má y vi tí nh ch a cá c thơng tin đáp ng đư c cá c yêu c u v chuyên mơn, c ơ sphá p lý và th i gian ph n ánh thơng tin. Cá c s li u đo đc b ng cá c ph ươ ng phá p tr c đa m t đt nh ư đo gĩ c vàkho ng cá ch b ng má y kinh vĩđin t , tồ n đc đin t cĩ th đư c cung c p tr c ti p hay giá n ti p cho h th ng đthà nh l p nên cá c b n đ cơ s vi t l ln. Ngu n nh ch p t má y bay (phé p quang tr c) bng cá c má y ch p nh đc bi t cĩ th nh p tr c ti p và o cá c ph n m m GIS b ng cá c cơng c quang tr c hi n đi. ð chí nh xá c c a ph ươ ng phá p ph thu c và o t l nh và tm bay c a má y bay. Mt nh ch p cĩt l 1:10000 thìđchí nh xá c c a d li u vé c t ơ trên nh là 3 – 20 cm. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 12
H th ng đnh vtồ n c u (GPS) cung c p d li u tr c đa v tinh r t hi u qu trong vi c thà nh l p h th ng m c đo đc cá c c p tồ n c u, qu c gia và cơ s. GPS là h th ng đo đc b ng v tinh bao g m m t chù m 24 v tinh quay quanh Trá i đt đ cao hơn 2000 km. Cá c v tinh GPS cù ng phá tsĩ ng tí n hi u chí nh xá c đ n má y thu GPS v i cá c mã thơng tin P (Precision code) và CA (Charge Acquisition code). Cĩ 2 lo i má y thu là GPS quân s và GPS dân s . Mã P ph c t p h ơn mã CA nên chcĩmá y thu GPS quân s mi nh n bi t đư c v i đchí nh xá c kho ng 1m. Má y thu GPS dân s nh n bi t đư c mã CA v i đchí nh xá c t 15m – 100m. Má y thu GPS hi n thvtrí bng ch và sc a l ư i t a đch n tr ư c. Cá c l ư i t a đ th ư ng đư c s d ng là UTM và kinh vĩđ. Khi s d ng GPS ta cĩ d li u vé c t ơ 2 D hay 3 D. Cá c d li u d a trên H t a đ tâm Trá i đt WGS-84. Cá c s liêu GPS đư c GIS s d ng đ ki m số t t a đ xá c đnh vtríchí nh xá c c a cá c đi t ư ng đa lý trong h th ng. Hình 1.14 Ngu n d li uvà o c a m t h GIS Ngà y nay d li u vi n thá m (remote sensing, RS) đã tr thà nh ngu n cung c p thơng tin đu và o hi n đi, k p th i vàchí nh xá c cho GIS. Cĩ th nĩ i cơng ngh vi n thá m (RS) đãgiú p cho GIS ngà y cà ng hồ n thi n h ơn. D li u vi n thá m làcá c d li u thu th p đư c t xa b ng cá c thi t bc m bi n trên má y bay hay v tinh. Cá c d li u nà y đc tr ưng cho cá c vù ng r ng l n đư c đo đc và phân tí ch, khơng b nh h ư ng b i cá c vù ng lân c n. nh vi n thá m cho chú ng ta cĩ th quan sá t và cp nh t cá c thơng tin vTrá i đt th ư ng xuyên và hi u qu nh t. Mt s nh v tinh đang đư c s d ng r ng rã i trên th gi i hi n nay là nh LANDSAT (USA) đư c phĩ ng lên quĩđo n ăm 1972, nh Spot (Phá p) đư c phĩ ng n ăm 1986, nh ASTER, Quick Bird c a Nh t b n phĩ ng năm 1995. Vi n thá m cho chú ng ta b c tranh rõné t nh ưng r i r c v cá c hin t ư ng trên Trá i đt nh ưng GIS l i cĩkh năng phân tí ch chi ti t và liên k t cá c b c tranh đĩ tr thà nh h th ng. Vi cơng ngh gi i đố n nh b ng m t hay x lý nh s bng má y tí nh qua k thu t phân l p (nh n d ng mu) cĩ th nh n bi t đư c cá c đi t ư ng trên nh. Nh ng k thu t c a vi n thám đi đơi v i kh n ăng phân tích các b n đ , s t o ra nh ng mơ hình th ng kê, v các b n đ , HTT ðL t o ra b c tranh t ng th ch t ch , khơng đơn điu r i r c v các đ i t ưng nghiên c u. ðng th i quy t đnh c a HTT ðL là cơng c mnh đ vưt qua nh ng v n đ đ a lý và mơi tr ưng. Ngà y nay cơng ngh 3S (GPS, RS và GIS) đãgiú p kho tà ng ki n th c khoa h c hi u bi t v h th ng Trá i đt ngà y cà ng phong ph úvàgiátr hơn. GIS cũ ng thu nh n cá c s li u thu c tí nh làcá c thơng tin đc tr ưng đi kè m v i cá c d li u khơng gian c a cá c đi t ư ng trên b n đ hay trên nh. ðây làcá c d li u d ng v ăn b n ho c cá c s li u th ng kê thu đư c trong cơng tá c điu tra dãngo i, ho c làcá c s li u phân tí ch trong phị ng thí nghi m v v. đư c l ưu tr dư i d ng cá c t p tin d ng ch ho c d ng s cĩ th nh p tr c ti p ho c giá n ti p và o h th ng GIS. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 13
Các d li u đưc thu nh n vào m t h GIS cĩ th t nhi u ngu n khác nhau nh ư t h th ng quan tr c mơi tr ưng, ho c t các c ơ s d ũ li u đã cĩ s n. Các d li u khơng gian cĩ ch a các thu c tính nh ư các d li u thơ, s li u thí nghi m ho c các ch s ph i đưc chuy n đ i sang d ng d li u vào c a GIS. Các d li u khơng gian ban đ u c ũng dng nh ư b n đ gi y, các file d li u d ng nh máy bay hay nh vi n thám, v.v. Ngồi ra các d li u đ a lý khác nh ư t l b n đ ( nh), phép chi u, v trí đ a lý, n ăm thu th p d li u và kh ă n ăng th c hi n c ũng ph i đưc xác đ nh và chu n hĩa đ đưa vào h th ng. Nhp d li u: ðây là giai đan th c hi n các thao tác nh ư trút d li u s hĩa, quét, ho c nh p d li u t bàn phím. Quá trình l a ch n các d li u đ nh p vào h th ng g n li n v i s tr giúp c a các thi t b ngo i vi nh ư bàn s hĩa, máy quét địi h i th i gian và nhân cơng k thu t. Vi c nh p d li u t c ơ s d li u khác c ũng địi h i ph i đ nh d ng l i (reformat) khuơn d ng d li u. Nh ng d li u đ a lý th ưng là d li u khĩ đ nh d ng nh t. S chuy n đ i khuơn d ng d li u là yêu c u đ cĩ th làm vi c đưc v i các d li u GIS và ph i đưc đ t ra trong qui trình nh p d li u đ i v i cán b k thu t. Các thao tác ch nh lý và th hi n d li u cho phép thơng báo các d li u khơng gian vi b t k ỳ m t hay t h p các thu c tính đi kèm d ưi d ng b n đ và b ng thu c tính. Phân tích d li u GIS địi h i ch ươ ng trình máy tính th c hi n các thao tác nh ư tính tốn di n tích, kho ng cách, phép đ m, ch ng x p khơng gian, th ng kê khơng gian ho c các ho t đng logic, v.v. Kh n ăng và s linh ho t c a m t h GIS cĩ th ch ng minh qua quá trình phân tích d li u. Thi t k , xây d ng chính xác m t c ơ s d li u s đáp ng đưc các yêu c u c a ng ưi s d ng và tránh đưc nh ng gi thuy t sai l ch. Mơ hình hĩa các d li u khơng gian c ũng là m t ch c n ăng r t quan tr ng. M t h GIS cĩ th ch a mơ hình ph ươ ng pháp s ho c cĩ th là m t mơi tr ưng máy tính đ c lp. Khi s d ng m t h th ng riêng bi t đ mơ hình hĩa các k t qu đưa vào h th ng GIS c n ph i đưc xem xé t, ch nh s a và đưc l ưu gi nh ư m t ph n c a c ơ s d li u cho các m c đích phân tích khác. Hình 1.15 Quan h gi a các thành ph n c a GIS Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 14
1.6.4 Ng ưi s d ng Các y u t v k thu t (ph n c ng, ph n m m và c ơ s d liu) c a m t h th ng thơng tin đa lý s khơng cĩ hi u qu n u nh ư thi u k n ăng s d ng c a con ng ưi, khơng đưc v n d ng vào m t hồn c nh thích h p và thong nh t v i chính sách phát tri n c a Nhà n ưc. Ngu n nhân l c đ v n hành m t h GIS bao g m các cán b v n hành, cán b k thu t chuyên mơn và các nhà qu n lý. Cán b v n hành là nh ng đ h a viên thi t k trình bày b n đ theo các tiêu chu n và qui ph m v h th ng ký hi u và b n đ , các cán b thu nh n d li u cĩ nhi m v bi n đ i d li u b n đ gi y sang d ng s cho m t h GIS. Cán b k thu t bao g m các nhà phân tích thơng tin (information analyst) gi i quy t các v n đ đ c bi t và dáp ng các yêu c u thơng tin cho ng ưi s d ng.Cán b qu n lý h th ng cĩ trá ch nhi m bo trì ho t đng c a h th ng (ph n c ng, ph n m m). Lp trình viên là nh ng ng ưi s d ng nh ng ngơn ng máy tính đ đưa các v n đ chuyên mơn đã đưc chu n b b i phân tích viên tr thành các ch ươ ng trình. Ng ưi qu n lý d li u tr giúp cho các phân tích viên, l p trình viên và ng ưi s d ng tr c ti p t ch c các đ c tính đ a lý thành các l p (layer), xác minh ngu n d li u, gán mã cho các d li u phi khơng gian và gi i trình thơng tin v n i dung c a c ơ s d li u. Hình 1.16 S ơ đ ph i h p gi a cơng tác qu n lý và cơng ngh GIS Nhà qu n lý cĩ nhi m v t ch c và điu hành th ưng xuyên s th c hi n m t d án GIS và qu n lý vi c s n xu t các k t qu thơng tin (output data) theo các yêu c u c a t ch c, s n ph m thơng tin đ u ra ph i đáp ng đưc các yêu c u chuyên mơn và ph i đưcxã hi ch p nh n. 1.6.5 Ph ươ ng phá p GIS là mt lo i h th ng thơng tin đc bi t nên tù y t ng m c đích vàhồ n c nh ng d ng c th mà la ch n và thi t k h th ng cho phù hp. Mu n m t h GIS ho t đng cĩ hi u quđịi h i ph i cĩ s ph i h p t t gi a cá c nhàqu n lý , khoa h c chuyên mơn vàcá c k sư thi t k xây d ng h th ng. Xây d ng m t h GIS đơ n gi n hay hi n đi là tù y thu c và o hồ n c nh c th m c đích và yêu c u cung c p thơng tin cho cá c lĩ nh v c chuyên mơn. Mt d á n GIS chthà nh cơng khi nĩđư c qu n lý tt và ng ư i s d ng h th ng ph i cĩk năng t t, nghĩ a làph i cĩ s ph i h p t t gi a cơng tá c qu n lývà cơng ngh GIS. 1.7 Mt s ng d ng GIS trong cá c ngà nh khoa h c kinh t vàk thu t Cơng ngh GIS đãcĩ vai trị rt l n trong xây d ng b n đ và phân tích khơng gian trong vi c thu nh n d li u, phân tích d li u và th hi n d li u nh ư xây d ng b n đ đa hình, b n đ đ a chính, trong các thi t k đ h a, thi t k xây d ng, đ a ch t, trong Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 15
nghiên c u tốn h c c a các bi n khơng gian, trong khoa h c đ t, điu tra đo đc, tr c đa nh qui ho ch và phát tri n nơng thơn, xây d ng m ng lu i giao thơng cơng c ng, trong phân tích và x lý nh vi n thám. Sau đây là mt s ng d ng c a GIS trong m t slĩ nh v c khoa h c vàk thu t quan tr ng. HTT ðL và c nh quan Trong khung c nh c a nghiên c u c nh quan, HTT ðL đưc s d ng trong đánh giá tác đng mơi tr ưng, s tươ ng thích mơi tr ưng, l p mơ hình n ưc ng m, qu n lý tài nguyên, phát tri n chính sách, đưa ra quy t đ nh và thơng qua cơng chúng. Vai trị ca HTT ðL trong nghiên c u c nh quan sinh thái nh m cung c p m t c u trúc d li u cho l ưu tr và qu n lý hi u qu h th ng sinh thái trên nh ng vùng cĩph m vi khơng gian l n nh ư: − Cho phép t p h p và phân chia d li u khơng gian các t l ; − Xác đnh vùng nghiên c u ho c vùng nh y c m mơi tr ưng; − H tr phân tích th ng kê khơng gian c a s phân b sinh thái; − Nâng cao kh n ăng chi t xu t thơng tin vi n thám; Cung c p d li u đu vào vàcá c tham s cho mơ hình hố h th ng sinh thái (Stow, 1993), HTT ðL n ăng đng cung c p c ơ s cho mơ hình hố mơ ph ng c a nh ng quá trình c nh quan đ ng ph thu c th i gian) ( Tà i li u d á n "Capacity building for sustainable development”, Vi n ða lý Vi t nam). HTT ðL trong khoa h c đ t S s dng HTT ðL trong khoa h c đt khơng ph i là vn đ mi mà đãđưc nhi u tà i li u gi i thi u t nh ng n ăm 70. Tuy nhiên trong quá kh nh ng s quan sát đã đưc th c hi n t i nh ng đim hi n tr ưng và thơng tin v đ t ch da trên d li u ph u di n đt (mơ t , phân tích trong phịng thí nghi m). Ngày nay, v i nh ng k thu t t h p c a thành l p b n đ , n i suy vi n thám và mơ hình hố, HTT ðL tr nên r t hi u qu cho nh ng ng ưi điu tra v đ t và nh ng nhà quy ho ch mơi tr ưng. B n đđt th gi i t l 1: 5.000000 đư c thà nh l p (FAO 1989) da trên c ơ s d li u đt và đa hì nh (SOTER) vi đy đcá c d li u khơng gian vàtí nh ch t lý hĩ a h c c a đt v i đc đim đa hì nh c a t t ccá c lo i đt trên th gi i. Tr ưc đây nh ng nhà khoa h c đt quan tâm đ n cá c v n đ nghiên c u g n li n v i thành l p b n đ đ t, ngày nay đã c gng mi u t s bi n đi khơng gian c a đt. Vi k thu t HTT ðL, thơng tin cĩ th đưc cung c p d ưi nh ng d ng khác nhau cho nh ng ng ưi s dng đt t ng ưi quy ho ch đơ th các n ưc ph ươ ng Tây t i chuyên gia tài nguyên đt các n ưc đang phát tri n. HTT ðL ngày nay đưc thi t l p đ kh o sát th c t v đt tồn c u, đưc s dng ch yu cho s n xu t b n đ, l p các b n đ thích nghi đ đáp ng yêu c u ng ưi s dng thơng tin v m c đích đ c bi t và cho mơ hình hố quá trình mơi tr ưng. Các c ơ quan kh o sát th nh ưng qu c gia nh ư Dch v bo t n đt USDA s dng H th ng thơng tin đt đai nh ư mt cơng c tng quan cho thành l p b n đ và cung c p thơng tin th nh ưng cho ng ưi s dng. Sau đây là mt s ng d ng v bn đ phân lo i đt v i các thu c tính liên quan: − Xây d ng b n đ th hi n c ơ cu c a đt, xem xét cá c bi n đi đc tí nh m i khoanh đt; ði tên, phân lo i nh ng vùng đt khá c nhau; Ch ng ghép logic cá c lp thơng tin đt v i cá c l p thơng tin khí h u, t h m che ph đ t, đ a m o, đá m; Tính tốn giá tr thu c tính t nh ng l p thơng tin khá c nhau ho c ưc tính Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 16
kh i l ư ng đt đt hàng n ăm m t đi do xĩ i mị n k t h p s d ng ph ươ ng trình tng h p xĩ i mị n đt (USLE) ph d ng; − To m t c ơ s d li u đ t; − S dng d li u ph u di n: Ưc tính, mơ t đ nh l ưng v tính ch t đt bao g m cá c tr trung bình, giátr ph ươ ng sai c a t t c nh ng tính ch t đ nh l ưng c a đt; − Sn xu t nh ng b n đ thu c tính đơn b ng n i suy d li u ph u di n đ t trong nghiên c u ơ nhi m đ t; T o mơ hình ưc tính s n l ưng mùa v ho c mơ hình đnh l ưng khác t ph u di n đt và d li u khác; − Phân tích nhu c u s d ng phân bĩn c p vùng và qu c gia. Th nghi m ph n m m HTT ðL trên nh ng tiêu b n đt và tí nh tố n nhu c u phân bĩn c a đ t. H i đáp tì m ki m đưc d a trên c ơ c d li u đ a lý (b n đ ) và d li u phi đa lý (nhĩm đ t l n nh t, gĩc d c, m c đ xĩi mịn, t ưi tiêu, nhi m m n ki m, tính si, đá, phân lo i ti m n ăng s dng đt, s dng đt, d đố n tình tr ng dinh d ư ng NPK và pH) cho m i vùng. X lý d li u h i đáp trên c ơ s d li u đ t Bng thu c tính đưc t o ra trong Microsoft Excell và h i đáp d a trên tính ch t ca đ t. K t thúc c a m i h i đáp, m t l p đưc thi t l p cho m t tính ch t và ta ra mt b n đ c a m i l p. Cá c b n đ này cĩ th là: − Bn đ hi n tr ng N, P và K; − Bn đ xác đ nh nh ng nhĩm đ t chính v i nh ng t h p tính ch t khác nhau ca đ t; − Bn đ xĩi mịn đt. Phân tích ưc tính s n l ưng cây tr ng Vì s bi n đ i c a đ a hình, d bá o nh ng s n l ưng khác nhau s cĩ trên nh ng v trí khác nhau. T h p đ d c và đ sâu c a đ t đưc v n d ng đ ưc tính s bi n đ i sn l ưng mong mu n trên các vùng v i đ a hình và đt khác nhau. M c c b o v mơi tr ưng (US EPA), cơ quan đo đc, đ a ch t (USGS), c ơ quan bo v đ t (USSCS), cơ quan nghiên c u v ũ tr và hàng khơng qu c gia (NASA), cc qu n lý b u tr i và đi d ươ ng (NOAA) đã s d ng cơng ngh GIS m c t m c hàng đu th gi i trong m t s l ĩnh v c sau: Qui ho ch s d ng đ t Tr giúp các c ơ quan qu n lý Nhà n ưc và đa ph ươ ng trong qui ho ch vùng và qui ho ch s d ng đ t các c p. Gi m b t các nh h ưng b t l i do s phát tri n (ví d qui ho ch phát tri n đơ th ) đi v i các vùng c nh quan t nhiên. HTT ðL và s bi n đ ng tồn c u Các nhà khoa h c và nghiên c u mơi tr ưng ng d ng GIS trong nghiên c u các bi n đ i mơi tr ưng tồn c u d ưi các tác đ ng nh h ưng c a các y u t t nhiên nh ư khí h u, th i ti t và nh h ưng tác đ ng c a con ng ưi v m t kinh t v ăn hố xã h i nh m tìm ra các gi i pháp thích h p b o v trái đt kh i các nguy c ơ hi m h a c a thiên nhiên. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 17
S bi n đ ng tồn c u (mơi tr ưng) là k t qu c a nh ng quá trình cĩ th đưc đ t vào tình c nh quá kh và hi n t i mà hi u ng c a nĩ r t cĩ th nh h ưng t i t ươ ng lai. Nh ng quá trình này r t khác bi t t vùng n sang vùng kia vì b n ch t t nhiên và con ng ưi đang làm nh h ưng t i s thay đ i mơi tr ưng. S ph c t p c a c nh quan và ca tác đ ng t ươ ng h gi a các nhân t nh h ưng t o cho nĩ s c n thi t đ ti p c n cá c nguyên lý nghiên c u khác nhau v thay đi mơi tr ưng. Hi n nay, c ng đng khoa h c đã nh n ra nh ng h u qu tác đng c a ho t đng con ng ưi, k thu t HTT ðL đang là m t cơng c c n thi t trong n l c tìm hi u quá trình thay đi tồn c u. Nh ng b n đ khác nhau và nh ng ngu n thơng tin đ a ph ươ ng cĩ th đưc t h p trong nh ng mơ hình mơ ph ng s t ươ ng tác c a nh ng h th ng t nhiên ph c t p. C ơ s d li u HTT ðL ph c v nghiên c u bi n đ i tồn c u ch c ch n s mang tính tồn c u v b n ch t, đa khơng gian, đa th i gian và đa nguyên lý. Nh ng cơ s d li u này s là r t l n. Nh ng nghiên c u thay đ i tồn c u địi h i ti p c n nguyên lý quan sát trái đt ph i là m t h th ng đ y đ , c n thi t ph i nâng cao ph ươ ng pháp v n d ng các c ơ s d li u (ví d phân tích các lo i hình bi n đi, khuynh h ưng bi n đi và s liên k t gi a cá c lo i hì nh bi n đi đĩ). Ch ươ ng trình khoa h c h th ng trái đ t NASA M c tiêu c a ch ươ ng trình tồn c u này là thu đưc nh ng hi u bi t khoa h c v tồn b h th ng trái đ t m c đ tồn c u b ng nh ng mơ t nh ng ph n trong các h p ph n c a nĩ và nh ng t ươ ng tác đã và ti p t c ti n hố nh ư th nào theo th i gian ( y ban Khoa h c H th ng Trái đ t, 1988; Clark và cng s , 1991). Nh ng ng d ng c a GIS trong quân s cũng cĩ nhi u thành tích n i tr i trong th i gian g n đây nh ư xá c đnh nh ng v trí thích h p cho các tuy n phịng th quân s , các vùng chi n l ưc đ tri n khai các ho t đng quân s phù h p v i các lo i v ũ khí hi n đi. Vai trị c a HTT ðL trong vi c điu tra dân s đã t ăng th c s trong nh ng n ăm g n đây. Khơng ch trong vi c điu tra dân s mà HTT ðL cịn cĩ t m quan tr ng r t cao trong k ho ch hố th ng kê và phân tích th ng kê d li u dân s tr ưc và sau m i giai đon. Mt trong nh ng h HTT ðL th c hi n v n đ này là h th ng US TIGER. Nh ng nhi m v c a h th ng TIGER là: − cung c p d li u đ a lý,th ng kê c p nh t và g n k t d li u trong khơng gian ca tồn b các bang Hoa k ỳ; − cung c p h th ng thành l p b n đ t đ ng; − cung c p h th ng d li u b ng bi u thơng qua nh ng đơn v hành chính tiêu chu n ho c nh ng t p h p th ng kê; − cung c p h th ng thành l p và xu t b n b n đ . Nh ng địi h i này cĩ th đưc đ t đưc b ng cách thi t k m t h th ng c ơ s d li u khơng gian. H th ng c ơ s d li u khơng gian TIGER bao g m b n d ng file (t p) chính: − nhng t p d li u khơng gian phân chia theo qu c gia; − nhng t p phân d li u khơng gian chia theo đ a h t; − lit kê d li u đ a lý; − nhng t p d li u làm vi c t m th i. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 18
S d ng đ t và s thay đ i b m t (Land Use and Land Cover Change) Ch ươ ng trình này mang tính h p tác tồn c u. Các nhà khoa h c th gi i trong các lĩnh v c khoa h c k thu t ng d ng các h th ng cơng ngh cao nh ư GIS, RS (vi n thám), và GPS k t h p v i các h th ng nghiên c u xã h i con ng ưi, v.v. nh m tìm ra các nguyên nhân tác đng đ n nh ng bi n đ i c a b m t trái đ t, nghiên c u các m i liên quan, nh h ưng và k t qu gi a các v n đ s d ng đ t và các di n bi n thay đ i ca các l p ph b mt đt (Land Cover). HTT ðL cho phát tri n nơng thơn Hi n nay, dân s th gi i đãđt kho ng h ơn 6 t ng ưi. Ng ưi ta d đốn r ng con s này s tăng g p đơi vào n ăm 2050. S tăng dân s ch yu nh ng n ưc đang phát tri n và điu này đi cùng v i hi n t ư ng di c ư dân s t nơng thơn ra thành th . S tăng tr ưng c ơ hc này s gây ra nh ng v n đ nghiêm tr ng trong cơng nghi p, mơi tr ưng và sc kho con ng ưi. Khơng cịn nghi ng gì na quy ho ch nơng thơn s đĩng m t vai trị quan tr ng. ð tìm cách gi i quy t nh ng v n đ này, nh ng d li u tin c y g n đây v s l ưng dân c ư, tính ch t và s phân b dân c ư ph i luơn s n cĩ. Nh ng ngu n thơng tin v dân t c h c (th ng kê và nh ng yêu c u thơng tin) cĩ chi phí l n và khơng đy đ trong đa s các tr ưng h p nh ng n ưc đang phát tri n. Trong khung c nh này, k thu t vi n thám đưc t h p v i HTT ðL đ điu tra và x lý d li u cho các nghiên c u dân t c h c. Vi t nam cơng ngh GIS m i đưc chú ý đ n trong vịng 15 n ăm tr l i đây. Tuy nhiên do nh ng h n ch v cơng ngh , k thu t và qu n lý GIS m i ch đưc t p trung mt s c ơ quan nghiên c u trung ươ ng c a m t s ngành nh ư nơng lâm nghi p, đ a ch t, khí t ưng thu v ăn, giao thơng v n t i, qu c phịng. Ph n l n m i ch d ng l i m c xây d ng c ơ s d li u cho các d án nghiên c u. Mt s ph n m m l n v GIS nh ư ARCINFO, MAPINFO, MAPPING OFFICE đã đưc s d ng nhi u n ơi đ xây d ng li các b n đ đ a hình, đa chính, hi n tr ng trên ph m vi tồn qu c. S k t h p gi a cơng ngh vi n thám và GIS đã b t đ u đưc ng d ng trong m t s nghiên c u v nơng lâm nghi p nh ư trong cơng tác điu tra qui ho ch r ng (vi n điu tra qui ho ch rng), cơng tác điu tra và đánh giá và qui ho ch đt nơng nghi p c a vi n qui ho ch, thi t k nơng nghi p, v.v. đã m ra các tri n v ng đáng chú ý trong vi c ng d ng GIS. các thành ph l n GIS đưc ng d ng trong qui ho ch ki n trúc đơ th , bi u di n ph i c nh thành ph , điu hành m ng l ưi giao thơng, c u h a c u th ươ ng, qu n lý b t đng s n, c p thốt n ưc đơ th , v.v. Xây d ng và thà nh l p B n đ chuyên đ Vi t nam hin nay GIS cĩ th coi là m t cơng c h u hi u giúp cho các c ơ quan qu n lý đ t đai nh ư đă ng ký th ng kê, qui ho ch, nơng nghi p, th y l i, v.v. xây d ng các b n đ chuyên đ: − Bn đ đ a hình; − Bn đ đ a chính; − Bn đ đ t nơng nghi p, lâm nghi p; − Bn đ th y l i; − Bn đ hi n tr ng s d ng đ t, bn đ qui ho ch s d ng đ t; − Bn đ các vùng sinh thái. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 19
Câu h i ơn t p 1. H th ng thơng tin đ a lý là gì? 2. L ch s phá t tri n c a h th ng thơng tin đ a lý? Xu h ư ng hi n nay c a GIS? 3. Phân tích các n i dung c ơ b n c a m t HTT ðL 4. Các yêu c u đ i v i m t HTT ðL ho t đng t t là gì? 5. Phân tích vai trị c a các thành ph n trong m t HTTT ðL. ð i v i các n ưc đang và ch m phát tri n thành ph n nào cĩ ý ngh ĩa quy t đ nh trong v n đ xây d ng và phát tri n m t HTTT ðL. 6. Nêu s khác nhau c ơ b n gi ũa các ph n m m tin h c GIS nh ư ARCINFO, MAPINFO, ILLWIS, ARCVIEW và các ph n m m đ h a khác nh ư AutoCAD, MicroStation, PhotoShop, và CoralDraw. 7. Nêu các ng d ng c a GIS trong các ngành khoa h c k thu t và kinh t trên th gi i. 8. Hãy nêu tĩm t t n i dung m t d án GIS đã ho c đang th c hi n Vi t nam trong l ĩnh v c qu n lý tài nguyên mà b n đã tìm hi u? Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 20
Ch ươ ng Hai MT S KHÁ I NI M V H TH NG THAM CHI U KHƠNG GIAN Tr ư c khi gi i thi u v cá c h tham chi u khơng gian đuc s d ng trong H th ng Thơng tin ða lý (HTTT ðL), ta c n hi u rõcá c khá i ni m c ơ b n v b n đvàcá c h t a đ. Ch ươ ng nà y cung c p cho ng ư i đc cá c ki n th c chung v b n đ, sau đĩtrì nh bà y cá c h t a đ ph bi n hi n nà y trên th gi i và cu i cù ng s d ng nh ng ki n th c v b n đvà ht a đđgi i thí ch v cá c h tham chi u khơng gian đc tr ưng cho HTT ðL. 2.1 Khá i ni m v b n đ Quá trình đ h a đưc coi nh ư là s k t giao gi a khoa h c và ngh thu t. Các y u t c ăn b n c a đ h a k t h p gi a lý lu n và th c ti n đưc th hi n chung cho t t c các lo i b n đ . Bn đ theo Robínson (1984) đư c đnh ngh ĩa nh ư sau Bn đ là s trình bày thu nh đin hình v di n tích. Nh ư v y m i m t b n đ ph i th hi n đưc m i quan h đã xác đnh gi a di n tích th c t và di n tích trên b n đ . Mi quan h này quan tr ng tr ưc h t. T l b n đ s gi i h n c v hình th c và cách trình bày các thơng tin trên b n đ . Bn đ là s chuy n đ i t a đ c a m t b m t khơng b ng ph ng trên qu đ t v mt l ưi chi u ph ng. Vi c ch n phép chi u s nh h ưng đ n vi c m t b n đ s đưc s d ng ra sao? Bn đ là s khái quát hố th gi i hi n th c: B n đ là s đ i di n đ h a cho m t vùng. vì v y nĩ th hi n d li u mà ng ưi v đã l a ch n cho m c đích s d ng. Các thơng tin đã đưc trình bày trên b n đ đã đưc phân lo i và đơ n gi n hố đ t ăng kh năng làm vi c c a ng ưi s d ng v i b n đ ch a các ký hi u đ i di n cho các thành ph n c a th gi i th c. M t s ký hi u c a s ít b n đ đươ c ch p nh n v i ý ngh ĩa ph bi n nh ưng c ũng cĩ m t vài lo i b n đ cĩ các qui đ nh đ c bi t v ký hi u trình bày d li u v i s thay đ i c a các ký hi u như đưng, đim, màu s c, d ng ch ho c các patterns (nét k g ch). Bn đ bao g m c d li u thơng tin quan tr ng đu vào c a m t H th ng Thơng tin ða lý (HTTT ðL) c ũng nh ư là s th hi n các k t qu phân tích đu ra c a h th ng đĩ. B n đ c ũng bao g m 2 y u t c ơ b n c a th c th : Gi i h n th hi n v trí c a th c th trong m t khơng gian 2 chi u và các thu c tính t i gi i h n th hi n các s đo v s lưng và ch t l ưng c a th c th t i v trí đĩ. T các tính ch t c ơ b n n ày m t s thay đi v các tính ch t quan h khơng gian và các tính ch t hình h c c ũng cĩ th xác đ nh đưc nh ư kho ng cách, h ưng, s liên t c và đ chính xác. Vì v y b n đ là m t cơng c r t h u hi u trong vi c truy n t i các m i quan h khơng gian. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 21
Hì nh 2.1 B n đlà mt h th ng truy n t i cá c thơng tin khơng gian Bn đ đ a hình cĩ th coi là lo i thơng tin nn (basemap) cho m i b n đ chuyên mơn khác. Các b n đ này th ưng đưc g i là b n đ chuyên đ vì nĩ ch ch a thơng tin v m t chuyên đ nào đĩ. ð thành l p đưc b n đ chuyên đ ng ưi ta ch vi c ch ng x p l p thơng tin chuyên đ lên l p thơng tin nn (đa hình). Thu t ng "B n đ chuyên đ" đưc s d ng r t r ng rãi và đưc s d ng khơng ch cho b n đ v nh ng m c tiêu chung chung nh ư " đt", "n ưc" mà cịn cĩ đưc dùng bi u di n r t chi ti t các tính ch t, thu c tính c a đ i t ưng nghiên c u. Ví d đ phì nhiêu c a đ t, đ nhi m m n, đ chua, các đ c tính lý h c c a đ t v.v. Các chuyên đ cĩ th là v đ nh tính mà c ũng cĩ th v đ nh l ưng. C hai ki u trên đu cĩ th đưc bi u di n d ưi d ng các b n đ phân b theo giá tr (choropleth maps) và các giá tr đ c tr ưng cho m i vùng phân chia. D li u đ nh l ưng cũng cĩ th đưc mơ t trên b n đ b ng cách mơ hình hố tốn h c thành m t m t cong liên t c. Theo m t cong này ng ưi ta cĩ th bi u di n các đưng đ ng m c gi ng nh ư dư ng đng m c trên b n đ đa hình. Mi b n đ cĩ m t đim chung: đĩ là d li u b n đ đưc v trên gi y ho c phim. Thơng tin đưc bi u di n d ưi d ng đim, đưng và vùng. Các th c th đ a lý đưc th hi n trên b n đ b ng nhi u k x o, ch ng h n các ký hi u ho c các màu s c ho c text, mà ý ngh ĩa gi i thí ch ca chúng đưc đ trong ph n chú gi i; đĩ ng ưi ta ghi l i thơng tin m t cách chi ti t h ơn. Bn đ gi y v tay cùng v i chú gi i t o thành m t c ơ s d li u c c k ỳ quan tr ng cho cơng tác thu th p d li u, mã hố các thơng tin. Bn đ gi y cĩ m t s đ c tr ưng sau: Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 22
H TH NG THAM CHI U KHƠNG GIAN TRONG GIS − Kh i l ưng d li u r t l n, đưc phân lo i m t cách rõ ràng, hi u đưc và th hi n đưc trên gi y, do đĩ cĩ nhi u thơng tin th y u cĩ th b b qua. − Bn đ đưc v chính xác và th hi n các đi t ưng ph c t p đ u ph i r t rõ ràng. M t b n đ cĩ th đưc chia thành các m nh b n đcĩt l ln h ơn. − Khi d li u đã đưc đưa lên b n đ , nĩ khơng d dàng xố đưc ho c b sung tng h p thêm d li u khác. − Bn đ gi y là các d li u t ĩnh. Nĩ r t khĩ kh ăn áp d ng phép phân tích khơng gian m t cách đ nh l ưng. V c ơ b n, b n đ v tay là b n đ th hi n tr ng thái nh n th c trong m t th i đim. Con ng ưi đã bi t v và th hi n màu s c trên b n đ gi y t r t lâu tuy nhiên th hi n các k t qu phân tích trên b n đ gi y là m t cơng vi c r t m t m i. Bn đ s v i nh ng ưu đim v tính n ăng l ưu tr và phân tích s li u v i m t m c chi phí phù h p đã to ra các kh n ăng m i cho ng ưi s d ng. Ch c n kích chu t máy tính và v i b mã cho các đi t ưng đ a lý máy tính cĩ th phân tích, v và th hi n các s li u b n đ thành các l p chuyên đ khác nhau. T t nhiên đ t o đưc các b n đ s địi h i ng ưi v ph i đưc đ t các yêu c u nh t đ nh v chuyên mơn tin h c. Các s li u b n đ ph i hồn tồn chính xác. K t qu th hi n trên b n đ ph i cĩ tiêu chí và n i dung rõ ràng. V b n đ s là khâu đưc th c hi n sau khi đã thu th p và phân tích s li u GIS. V i s tr giúp ca Internetvà các cơng c đi kèm ta cĩ th t o và xu t b n b n đ trên mng tr c tuy n m t cách d dàng h ơn cho cá c tình hu ng khá c nhau. M t website c a mt thành ph cĩ th s d ng b n đ đ h ưng d n ng ưi dân và khách du l ch tra c u đa đim c a các nhà hàng, khách s n, b o tàng và các d ch v c n thi t. Các nhà kinh doanh cĩ th dùng b n đ đ đ t c a hàng và v ăn phịng giao dich. Các chính quy n đ a ph ươ ng cĩ th s d ng b n đ đ trình bày các s li u trung bình v thu nh p kinh t ca các vùng h qu n lý. Ph ươ ng pháp l p b n đ trên m ng (web mapping) s giúp h to ra các b n đ th m chí c các b n đ trung gian v i các cơng c thơng th ưng nh ư Map Sever, Open EV và Post GIS (xem chi ti t Phl c A và B). Các cơng c này s gi i thi u cách tìm ki m, thu th p, hi u, s d ng và chia s các d li u b n đ trên mng. L p b n đ s là m t l ĩnh v c đang phát tri n song song v i vi c thu th p và phân tích d li u GIS. B n đ s cĩ th ph i h p các d li u đ a lý, d li u GPS và các cơng c qu n lý d li u vào m t ngu n thơng tin b n đ đ ng ưi s d ng khơng m t nhi u th i gian và cơng s c đ tìm ki m thơng tin c n thi t. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 23
Hì nh 2.2 S ơ đho t đng x lývàt o l p b n đ s trên m ng Hi n nay ng ưi ta cĩ nhi u ngu n d li u hi n đi h ơn nh ư nh hàng khơng, nh vi n thám. Nh ng d li u này cho phép nhìn th y các s thay đ i d ưi m t đ t theo th i gian nh ư s xĩi mịn đt, s thay đ i c a th m th c v t, r ng, v.v. Th nh ưng nh vi n thám hay nh hàng khơng khơng ph i là b n đ . Chúng khuơn d ng s và lưu tr trong các đĩa t . Các d li u s th hi n đ i t ưng th c t khơng d ng đim, đưng hay vùng mà chúng d ưi d ng ma tr n đim, m i đim nh đưc g i là pixel (picture element). ðây là m t ngu n tài li u h t s c phong phú, khách quan và k p th i cho nhi u m c đích khác nhau. Nh ng ng ưi l p b n đ đ a hình, đa lý, đ a m o đ u cĩ th s d ng d li u này đ tách ra các thơng tin c n thi t cho mình. Quá trình phân tích thơng tin trên nh đưc ti n hành theo nhi u ph ươ ng pháp r t khác nhau và đưc tr giúp b i các cơng c tốn h c, v t lý h c và tin h c. 2.2 Các đc tính c a b n đ Cá c đc tí nh c a b n đ bao g m cá c đc tí nh bi u thvàđc tí nh đc thù . ð c tí nh bi u thlàcá c đim, đư ng, vù ng, ký hi u vàchúthí ch. ð c tí nh đc thù bao g m t l b n đ, đ phân gi i, đchí nh xá c vàph m vi bao phc a b n đ. 2.2.1 ð c tí nh bi u th ðc tính đim là s th hi n s đ nh v đ c nh t đ c tr ưng cho m t v t th trên b n đ cĩ đưng biên hay hình dáng quá nh khơng th th hi n thành m t đưng hay vùng mà ph i dùng m t ký hi u (symbol) đ c bi t hay nhãn (label) đ th hi n v trí đim.Trên hình 2.3 giá tr t a đ x= 2. y = 3 th hi n đ c tính đ a lý đim ðc tính đưng là m t chu i t a đ liên ti p n i li n nhau đ th hi n cho các v t th cĩ hình d ng tuy n tính nh ưng quá h p đ cĩ th th hi n thành vùng ho ăc đ th hi n m t đ c tính đ a lý khơng cĩ chiu r ng nh ư các đưng đ ng m c. ðc tính vùng th hi n s khép kín đưng biên c a m t vùng t ươ ng đi đ ng nh t trên b n đ ( Hì nh 2.3). Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 24
H TH NG THAM CHI U KHƠNG GIAN TRONG GIS Hì nh 2.3 Khá i ni m cá c đc tí nh đa lý trên b n đ Cá c đc tí nh khá c cĩtí nh di n tlàký hi u và ghi chú . B n đ gi y bi u thcá c đc tí nh di n t bng cá c ký hi u đh a. Vídcá c đư ng giao thơng cá c c p khá c nhau đư c bi u th bng cá c ký hi u đư ng khá c nhau ho c/và vi cá c mà u s c khá c nhau; cá c h nư c đư c tơ đ u b ng mà u xanh l c; cá c khu r ng cĩmà u xanh l á cây; v.v. 2.2.2 ð c tí nh đc thù T l (Map scale) T l là s phĩng to hay thu nh theo yêu c u m t vùng c a trái đt trên m t b n đ đ th hi n t l kho ng cách trên m t trang b n đ hay m t nh đ n chi u dài th c t trên b m t trái đt. Giá tr c a t l đưc th hi n b ng các tham s đ i l ưng cho bi t phép đo trên b n đ và th c đ a cĩ cùng m t đơn v đo. Ví d : 1 cm trên b n đ = 10000 cm trên th c đ a B n đ cĩ t l 1: 10000 1 inch trên b n đ = 2000 feet trên th c đ a 1 inch trên b n đ = 24000 inches trên th c đ a B n đ cĩ t l 1: 24000. Cn chú ý là t l luơn đ c p v kho ng cách theo chi u ngang tuy n tính ch khơng ph i là phép đo v di n tích hay đ cao T l c a m t b n đ ph thu c vào l ưng thơng tin và đ l n c a vùng s đưc th hi n trên b n đ . Bn đ cĩ t l l n s trình bày các đc tính đ a lý m t cách chi ti t hơn nh ưng ch th hi n đưc vùng nh h ơn vì s thu nh c a b n đ l n h ơn (ví d t l 1:10000). Bn đ cĩ t l nh (1:250000) cĩ th trình bày đưc m t vùng r ng l n nh ưng m c đ th hi n chi ti t s nh h ơn vì h s thu nh nh h ơn. ð phân gi i (Map resolution) Là s th hi n s chính xác, rõ ràng v v trí và hình d ng c a các đc tính b n đ đã đưc xác đ nh theo m t t l b n đ đã cho tr ưĩc. ði v i m t b n đ t l l n đ phân gi i c a các đ c tính đ t g n v i các đ c tính th c t h ơn vì m c đ thu nh c a bn đ t th c đ a nh h ơn. Khi t l b n đ gi m d n thì đ phân gi i c ũng s th p đi vì khi đĩ các đc tính s đưc làm tr ơn, đơ n gi n d n th m chí cĩ th s m t đi trên b n đ. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 25
Khi t l b n đ gi m các đ c tính cĩ chi u dài và h p nh ư sơng su i s đưc đơn gi n thành d ng đưng (line) và các vùng nh s đưc th hi n thành d ng đim (point). Kích c và các đi l ưng t i thi u đơi khi đưc g i là đơ n v b n đ nh nh t. Giá tr này ph i đưc coi nh ư qui t c khi biên so n b n đ . Ví d nh ư các đc tính sơng su i ph i đưc th hi n thành đưng (line) n u nh ư chi u r ng c a chúng nh h ơn 1/8 inch và thành đc tính đim khi cĩ chi u dài ng n h ơn 1/4 inch trên b n đ . Hình 2.4 Ví d so sánh gi a t l b n đ khác nhau Theo TOBLER (1987) đnh ngh ĩa đ phân gi i khơng gian cho các d li u đ a lý là s th hi n đ a ph n hình h c b phân chia b i s vùng quan sát đưc chu n hố theo các chi u khơng gian. ða ph n trên b n đ hay nh là di n tích đưc ph trùm theo các vùng quan sát. Ví d di n tích c a n ưc M là 6 tri u km2 và cĩ 50 bang do đĩ nguyên t phân gi i trung bình cu m t b n đ th hi n m t bang cĩ th là: diện tích nguyêân tố phân giải trung bình = số vùng quan sát 6× 10 6km 2 ≈ ≈ 346 km 50 Nh ư v y chúng ta cĩ th tính giá tr đ i di n cho đ phân gi i khơng gian cho m t tp d li u. N u ta t ăng s vùng quan sát kích c c a nguyên t phân gi i trung bình s gi m ví d nh ư khi ta t ăng s vùng quan sát c a b n đ n ưc M lên 3141 (3141 t nh) thì giá tr trên s là: 6× 10 6km 2 = = 43 km 3141 Nh ư v y khi chúng ta s cĩ nhi u thơng tin thì yu t phân gi i trung bình s gi m lúc đĩ ta cĩ m t t p d li u cĩ đ phân gi i cao h ơn và ng ưc l i đ phân gi i th p s cĩ it l ưng quan sát h ơn và y u t phân gi i trung bình s l n h ơn. Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 26
H TH NG THAM CHI U KHƠNG GIAN TRONG GIS ð chính xác c a b n đ (accuracy) Ngồi đ phân gi i b n đ c ũng cịn c n cĩ đ chính xác v đ t đúng v trí các đim và đưng trên trang b n đ . Các sai s cĩ th nh h ưng đ n ch t l ưng b n đ và các sn ph m khác c a h th ng thơng tin đ a lý. Sai s sđư c xem xé t trong Ch ươ ng 7 và nĩ i chung cĩ cá c ngu n g c nh ư sau: − Các ngu n d li u cĩ th quá c ũ khơng cịn giá tr s d ng − T l b n đ cĩ th gây c n tr đ n ki u, ch t l ưng và s l ưng d li u − S l ưng thơng tin khơng đ y đ đ xác đ nh các v t th khơng gian theo yêu cu − Các v n đ v th i gian, tài chính, và nhân l c khơng cho phép s n xu t ra m t sn ph m theo đúng các tính ch t đã đưc yêu c u − S thay đ i t nhiên c a các phép đo g c ban đ u nh ư s thi u chính xác c a các s li u g c do các v n đ nh ư s li u th c đ a khơng chu n, sai s c a các thi t b . Các s li u thu c tính thu t nhi u ngu n khác nhau, v.v. − Sai s trong quá trình x lý: g m các sai s k thu t sinh ra trong quá trình tính tốn ho c các sai s lo gic làm cho ta th hi n s li u khơng đúng T t c các sai s trên t p trung c trên m t b n đ rieng bi t ho c trong m t t ng d li u c a GIS. Khi x lý nhi u l p d li u cùng m t lúc các l p d li u riêng bi t cĩ th khơng t ươ ng thích v t l , đ chính xác và làm nh h ưng vi c t o ra s n ph m bn đ cĩ ch t l ưng Vù ng ph bn đ (Map extent) Ph n tr i vùng ph ca m t b n đ là vùng trên b m t qu đ t đã đưc trình bày trên b n đ . Nĩ gi i h n ph n đưc ph trùm ca vùng đĩ. Ph m vi ph th ưng đưc th hi n b ng m t hình ch nh t ch a tồn b các đ c tính c a b n đ . Kích c c a khung th ưng ph thu c vào t l c a b n đ . M t b n đ đưc v v i t l nh h ơn s đi di n cho m t vùng l n h ơn do các kích th ưc c a các đc tính b n đ đã đưc gi m vi m c đ l n h ơn. Ví d m t b n đ t l 1:50000 cĩ đ tr i l n h ơn và ph trùm m t vùng r ng h ơn so v i b n đ t l 1: 25000. 2.3 H th ng t a đ (Coordinate system) ð xây d ng đưc m t h th ng t a đ đo tồn c u, ng ưi ta đã coi b mt trái đt nh ư là b mt c a m t hình ellipsoid trịn xoay. H ellipsoid chung cho th gi i là WGS-84. Cĩ r t nhi u hình ellipsoid trịn xoay cĩ th x p x đưc b m t trái đ t. Ví d ellipsoid Clark (1880). Hi n cĩ kho ng 15 ellipsoid trên th gi i đưc dùng đ x p x b mt trái đ t. n ưc ta tr ưc đây th ưng dùng ellipsoid Krasovsky cho các b n đ trên ph m vi mi n b c và Clarke cho các b n đ đ a hình làm cho mi n Nam. H tr c t a đ đưc g i là l ưi b n đ vì chúng đưc bi u di n b i t p các đưng th ng ngang và đưng th ng đ ng cách đ u nhau và c t nhau. Khi đã xác đnh đưc m t ellipsoid, ng ưi ta ti n hành l p m t h th ng các m c tr c đ a trên b m t trái đ t. H th ng m c tr c đ a này dùng làm c ơ s đ tính tốn t a đ b t kì đim nào khác n m trên b m t trái đ t. ð l y m c tính cho chi u cao, ng ưi ta l y m c n ưc bi n trung bình làm m c 0. Mi cao đ sau này đu tính so v i m c n ưc bi n trung bình. Ví d h to đ VN2000 đim m c đ cao n ưc ta đ t t i H i phịng và đim g c t a đ qu c gia đ t t i Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 27
Vi n nghiên c u đ a chính Hà n i. M i qu c gia đ u cĩ m t l ưi t a đ chia theo các cp 0, I, II, III và IV. Mt đ lưi c p 0 cĩ kho ng cách gi a các đim là 100 km, c p I là 25-30 km c p II (15 - 20km) và III (c p c ơ s ) là 2-5 km. L ưi đ a chính c ơ s là c đnh ph trùm cho c n ưc khơng ph thu c vào ph ươ ng pháp đo v b n đ đ a chính. Sau l ưi đ a chính c ơ s là l ưi đ a chính 1 và l ưi đ a chính 2 đưc tính tốn xây d ng da vào t l và ph ươ ng pháp đo v b n đ đ a chính. Ví d đo v b n đ đ a chính t l 1/500 địi h i m t đ đim đ a chính 1 và 2 ph i d y h ơn so v i đo v b n đ đ a chính t l 1/1000. V trí c a m t đ i t ưng b t k ỳ trên b m t trái đ t đưc xác đ nh theo 2 ki u h t a đ khác nhau: t a đ đ a lý và t a đ vuơng gĩ c trong m t l ưi chi u ph ng H t a đ đ a lý kinh đ , v ĩ đ : là h t a đ hình c u bao g m các kinh đ và v ĩ đ xác nh n v trí c a các đim trên trái đt. Chúng là các gĩc đưc đo t trung tâm Trái đt đ n m t đim trên b m t. V ĩ đ đưc đo v phía B ăc ho c Nam cịn kinh đ đưc đo phía ðơng và Tây bán c u. M i m t vùng đa lý đưc xác đ nh b i đ l ch gĩc B c ho c Nam t đưng xích đ o ( đ l ch v ĩ đ ) ho c đ l ch gĩc kinh đ t đưng kinh tuy n g c. Các đưng phân tuy n c a các kinh đ g i là kinh tuy n kéo dài t c c B c xu ng Nam. ðưng kinh tuy n 0 đ ( đi qua vùng GreenWich c a n ưc Anh)g i là kinh tuyên g c. Các phân tuy n c a v ĩ đ khoanh qu đ t thành các vịng trịn song song g i là các đưng v ĩ tuy n. ðưng v ĩ tuy n đi qua v ĩ đ 0 g i là Xích đo. Kinh đ và v ĩ đ đưc đo b ng đ , phút và giây. V ĩ đ t i đim B c c c là 90 o và t i đim Nam c c là - 90 o. Kinh đ cĩ giá tr d ươ ng đn 180 o t kinh đ g c v phía ðơng và cĩ giá tr âm đ n -180 o t kinh đ g c v phía Tây. H t a đ kinh đ và v ĩ đ khơng thu n ti n cho vi c xác đ nh kho ng cách, di n tích c a các đ i t ưng H t a đ ph ng UTM (Universal Tranverse Mericator) Là h t a đ ph ng qu c t đưc xây d ng theo phép chi u UTM. Do các phép chi u riêng qui đnh cho m i vùng nên h UTM cĩ đ chính xác cao (xem ph n phép chi u UTM). Hình 2.5 H t a đ đ a lý Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 28
H TH NG THAM CHI U KHƠNG GIAN TRONG GIS 2.4 Phép chi u b n đ (Map projection) 2.4.1. Ellip trị n xoay Ng ưi ta gi thi t n u Trái đ t hình c u c a chúng ta khơng b l i lõm b i đ a hình b m t thì cĩ th gi ng nh ư mt hình ellip trịn xoay. Mơ hình ellip trịn xoay (ellipsoid) cn thi t cho tính tốn các kho ng cá ch l n. Thi t b GPS s d ng mơ hình trái đt trịn xoay đ tính tốn t a đ các v trí trên trái đt trên c ơ s các tín hi u thu đưc tí t nh t bn v tinh Mt ellipsoid cĩ bán kính xích đo a (bán kính l n) và bán kính c c b (bán kính nh ). Hình nh t v tinh cho th y hình d ng Trái đ t cĩ khác v i ellipsoid trịn xoay tuy nhiên nh h ưng khơng đáng k đ n b n đ t l l n nên ellipsoid v n s d ng nhi u trong ng d ng tính tốn. Ellipsoid trịn xoay đưc s d ng đ xác đ nh cá c mc đo đc. Rt nhi u các ellipsoid đưc nhi u qu c gia s d ng tuy nhiên ch ưa cĩ m t ellipsoid nào đư c th ng nh t cho tồn c u ( B ng 2.1). Vi t nam trong th i k ỳ Pháp ellipsoid Clark 1880 đưc s d ng cho tồ n qu c. Tr ưc 1975 Mi n Nam s d ng ellipsoid Everest 1930 cho h tham chi u và mi n B c n ưc ta s d ng ellipsoid Kravsosky t nh ng n ăm 1960. ð d t các c c Trái đ t đưc xác đ nh b i t l f = (a-b)/a, trong đĩ a là bán kính đưng trịn l n, b là bán kính đưng trịn nh . ð d t đưc bi u di n là 1/f. S e là đ lch tâm đưc tính nh ư sau: e2 = 2 f - f 2 hay f = 1- (1-e2)1/2 Tuy đ d t f là r t nh v n ph i chú ý trong tính tốn đi v i b n đ cĩ t l l n h ơn hay b ng 1/100 000. V i nh ng b n đ t l nh nh ư b n đ châu l c, b n đ khu v c hay b n đ th gi i thì cĩ th b qua. B ng 2.1 M t s ellipsoids đư c s d ng chí nh th c trên th gi i Chi u dà i tr c ðd t Năm Tên ellipsoid (f) Tr c dà i (a) Tr c ngang (b) 1980 GRS80 6378137 6356752.3 1/298.257 1972 WGS72 6378135 6356750.5 1/298.26 1940 Krasovsky 6378245 6356863.0 1/298.3 1924 International 6378388 6356911.9 1/297 1880 Clack 1880 6378249.1 6356514.9 1/293.46 1886 Clack 1866 6378206.4 6356583.8 1/294.98 1841 Bessel 6377397.2 6356079.0 1/299.15 Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 29
Hình 2.6 ðư ng tr c trá i đt Hình d ng Trái đt là m t hình c u khơng b ng ph ng b bi n d ng b i nhi u y u t nh ư l c hút, l c ly tâm, s đa d ng c a các thành ph n trái đt các nh h ưng c a các quá trình ki n t o đa ch t, đa lý và tác đng c a con ng ưi. Mt hình c u r t b t ti n cho các cơng vi c l ưu tr th hi n và phân tích d li u và địi h i chi phí cao. H t a đ đ các và h t a đ đ a lý ch cĩ th th hi n trong khơng gian 3 chi u, b n đ gi y ch th hi n đưc hai chi u nên ph i xây d ng h t a đ khác phù hp v i h t a đ trên gi y. Do đĩ c n cĩ m t phép ánh x t b m t trái đ t lên m t ph ng hai chi u. Phép ánh x này cịn g i là phép chi u. 2.4.2 phé p chi u Phép chi u b n đ dùng đ th hi n tồn b hay m t ph n c a b m t trái đ t hình cu trên m t m t ph ng g i là b n đ 2 chi u. Tuy nhiên th hi n m t b m t 3 chi u v mt ph ng 2 chi u s liên quan đn s l ch đ i v i m t s đ i l ưng nh ư hình d ng, kho ng cá ch, di n tích và h ưng. Cĩ r t nhi u phép chi u khác nhau đưc s d ng. S khác bi t gi a các phép chi u là bình th ưng vì khơng cĩ m t phép chi u riêng bi t nào cĩ th đáp ng m t cách hồn thi n (khơng chính xác m t cach tuy t đ i) cho t t c ng ưi s d ng. M i m t vùng đa lý trên Trái đt đ u cĩ th s d ng m t h th ng phép chi u riêng bi t tuy nhiên phép chi u nào c ũng c n ph i đ m b o đưc các tính ch t sau: đúng h ưng, đúng v trí t ươ ng đi gi a các đim, đúng hình d ng, di n tích và đúng kho ng cách. Cá c m t chi u c ơ bn s dng là mt ph ng, hì nh tr và hì nh nĩ n. ðim hay đưng ti p xú c gi a m t chi u v i ellí p trị n xoay g i là ti p đim hay giao tuy n. ð bi n d ng t i ti p đim hay giao tuy n này b ng 0 Do m t ellipsoid và m t ph ng khơng đ ng phơi nên phép chi u c a m t ellipsoid lên m t ph ng là khơng b o tồn đưc t t c các tính ch t hình h c c a m t ellipsoid. Th ưng thì ng ưi ta s d ng hai lo i phép chi u: Phép chi u b o tồn gĩc và phép chi u bo tồn đ dài. Phân lo i các phép chi u c ăn c vào hình d ng, v trí c a m t chi u ng ưi ta phân lo i nh ư sau: Theo hình d ng Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 30
H TH NG THAM CHI U KHƠNG GIAN TRONG GIS Phép chi u l p th cc (Azimuthal) . Phép chi u azimuthal cị n g i là phé p chi u l p th c c (H.2.7). ðây là phép chi u đơ n gi n nh t. Ng ưi ta chi u b mt c a trá i đt lên m t cho m t ph ng ti p xúc v i m t đim trên b m t trái đt. Các đi t ưng trên b n đ đưc t o ra bng chuy n đ i v trí c a chúng t đa c u sang m t ph ng. Trong phép chi u m t ph ng chu n, kinh tuy n và các đưng th ng v ĩ tuy n là các đưng trịn đng tâm h ưng v c c và chúng Hình 2.7 Phép chi u l p th c c (azimuthal) ch cĩ m t đim duy nh t khơng b bi n d ng là ti p đim. Phép chi u này cĩ th ch n 2 vùng c c c a hình c u. Phép chi u này cĩ đ bi n dng nh t i ti p đim, gi nguyên đưc hình dáng v t th đ ng d ng v i hình chi u ca nĩ trên m t ph ng. Phép chi u hình nĩn (Conical) Trong phép chi u hình nĩn các đưng kinh đ và v ĩ đ d ưc chi u lên hình nĩn ti p tuy n v i đ a c u d c theo hình trịn nh nào đĩ (hình 2.8). Thơng th ưng ng ưi ta ch n tr c c a hình nĩn trùng v i tr c quay c a Trái đ t Trong tr ưng h p này vịng trịn tr c giao gi a hình nĩn và Trái đt là v ĩ tuy n.V ĩ tuy n đưc chi u thành các cung c a các đưng trịn đng tâm; kinh tuy n đưc Hình 2.8 Phép chi u hình nĩn (Lambert) chi u thành các tia mà gĩc gi a chúng là đu nhau.T l trong phép chi u này b thay đi nhanh v các h ưng. Vì v y nĩ ch phù h p v i các vùng v ĩ đ trung bình, đc bi t nh ng vùng cĩ h ưng ðơng -Tây. N ưc M th ưng s d ng phép chi u này. Phép chi u này cịn đưc s d ng trong h th ng chi u Lambert, h th ng chi u Bonn ơ v t th chi u g n kinh tuy n trung ươ ng và n m gi a khu v ưc chi u khơng b bi n d ng v di n tích, càng xa kinh tuy n gi a càng b bi n d ng Phép chi u hìnhtr (cylindrical) Là phép chi u hình tr th hi n s c t ho c giao c a m t hình tr v i hình c u (H.2.9). Hình tr ti p xúc s c t b m t hình c u và t o ra m t d ưng trịn ln nh ư tr ưng h p phép chi u hình nĩn và c ũng th hi n tính tươ ng đươ ng v kho ng cách. Trong tr ưng h p t ng quát thì giao tuy n c a hình tr và trái đt Hì nh 2.9Phé p chi u hì nh trđng (Mercator) là đưng xích đ o. Tiép tuy n này đưc g i là đưng chu n và Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 31
nĩ khơng b bi n d ng trên mt ph ng chi u. ð bi n d ng t ăng nhanh v 2 c c. Cá c đư ng kinh tuy n cách đ u nhau cịn v ĩ tuy n thì song song nh ưng khơng cách đu nhau na. Phân lo i phép chi u theo v trí Phép chi u chu n (normal) Giao tuy n m t chi u hình tr v i trái đ t t i xích đo; Tr c c a hình nĩn trùng v i tr c Trái đt. Giao đim c a m t ph ng chiéu v i Trái đ t t i c c Phép chi u ngang : giao tuý n c a m t chi u hình tr v i Trái đ t t i các kinh tuy n; Tr c c a hình nĩn vuơng gĩc v i tr c Trái đ t; Giao đim c a m t ph ng chi u v i Trái đt t i đim trên đưng xích đ o Phép chi u xiên: (oblique) Giao tuy n c a m t ph ng chi u hình tr t i các đim khác hai tr ưng h p trên, tr c c a hình nĩn t o thành gĩc v i tr c Trái đ t Hì nh 2.10Phé p chi u hì nh trvà lp th ngang (Transverse Mercator) H th ng phép chi u UTM : Phép chi u Transverse Mercator th ưng đưc xây d ng cho bn đ cĩ đ chính xác cao. Phép chi u này h u nh ư khơng làm bi n d ng các vùng gn hai c c đ a c u. N u hình tr quay 90 đ t ph ươ ng th ng đng v n m ngang khi đĩ coi xích đo theo h ưng B ăc Nam. Phép chi u hình tr ngang Mercator th hi n chính xác v kho ng cách và hình d ng b m t qu đ t nên đưc s d ng nh ư m t ph ươ ng pháp chi u chu n qu c t (l ưi chi u UTM -Universal Tranverse Mercator). Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 32
H TH NG THAM CHI U KHƠNG GIAN TRONG GIS Hì nh 2.11 Phé p chi u UTM Phép chi u tồn c u UTM chia b m t trái đ t thành 60 múi theo v ĩ tuy n m i múi 6 đ ( o) và đánh s t 1 đ n 60 k t kinh đ 180 Tây. M i múi kéo dài t v ĩ đ 84 Nam đn 80 v ĩ đ B c. Phép chi u UTM cịn chia b m t Trái đt thành các d i 8 o t đươ ng xích đo đưc gán v i các ký t t C đ n X, khơng s d ng các ký t I và O). M i múi cĩ kinh tuy n tr c ví d múi 48 o cĩ kinh tuy n tr c là 105 o ðơng. Khi ch n phép chi u tr ưc h t ph i xác đ nh thu c tính quan tâm: v trí, hình d ng hay kích th ưc. Cĩ th ch n phép chi u phù h p cho các vùng sau: − chn phép chi u hình tr cho các vùng nhi t đ i; − ch n phép chi u hình nĩn cho các vùng ơn đi ; − ch n phép chi u ph ng cho các vùng c c B c và c c Nam. Trong th c t , các vùng đưc ch n các phép chi u trên cĩ đ bi n d ng nh nh t. Ph n đt li n vàcá c đo ven bi n Vi t nam n m tr n trong hai mú i chi u 48 và 49. Mú i th nh t t kinh tuy n 102 o đ n 108 o, kinh tuy n trung ươ ng là 105 o, mú i th 2 t 108 ođ n 114 o, kinh tuy n trung ươ ng là 111 o, s d ng mú i chi u qu c t là 6o . Cá c b n đ t l t 1/5000 và ln h ơn s d ng mú i chi u 3 o v i kinh tuy n trung ươ ng 102 o, 105 o,108 ovà 111 o. 2.5 H qui chi u VN-2000 Tr ư c khi cĩ h qui chi u VN-2000, do điu ki n l ch s Vi t nam đã tng s d ng ba h qui chi u khá c nhau: Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 33
(a) Ellipsoid qui chi u Clark t th i Phá p s d ng cho cðơng d ươ ng, đim g c t i Hà nơi, s d ng l ư i chi u t a đ ph ng Bonne (gi nĩn đng, đng di n tí ch); (b) H qui chi u Ellipsoid Everest c a M cho Nam Á, l ư i chi u t a đ ph ng UTM ( tr ngang c t Ellipsoid, đng gĩ c); và (c) H qui chi u Ellipsoid Kravsovsky c a Liên xơ, l ư i chi u t a đ Gausse- Kruger tr ngang ti p xú c ellipsoid, đng gĩ c) g i là h qui chi u Hà ni 72. Vi c l a ch n m t h qui chi u qu c gia m i là mt yêu c u c n thi t vìc 3 h qui chi u trên đ u ch ưa th t phù hp v i đa ph n lã nh th nư c ta. H qui chi u VN-2000 cĩcá c thơng s c th nh ư sau: Là h qui chi u WGS-84 v i kí ch th ư c: -Bá n tr c l n a = 6378137,0 m -ðd t f = 1: 298,257223563 Giátrt a đđim g c đư c đnh vphù hp v i lãnh th Vi t nam; ðim g c t a đ qu c gia đt t i Vi n Nghiên c u đa chí nh, đư ng Hồ ng Qu c Vi t, Hà ni. Ht a đ ph ng; L ư i chi u nĩ n đng gĩ c cho b n đ 1/1.000.000; L ư i chi u tr ngang đng gĩ c UTM v i mú i chi u 6 o cho b n đđa hì nh c ơ b n, b n đ nn, b n đ hà nh chí nh qu c gia cá c t l t 1/500.000 đ n 1/25.000 cĩ h sđiu ch nh bi n đng o chi u dà i k o = 0,9996; L ư i chi u tr ngang đng gĩ c UTM v i mú i chi u 3 cho b n đ cơ b n, b n đ nn, b n đhà nh chí nh qu c gia t 1/10.000 ti 1/2.000, (k o = 0,9999) Chia mú i và phân m nh h th ng b n đđa hì nh c ơ b n theo h th ng UTM qu c t và danh phá p b n đ nh ư h th ng hi n hà nh cĩchúthí ch thêm danh phá p theo h qu c t Câu h i ơn t p: 1. T i sao nĩ i b n đlà h th ng truy n t i cá c thơng tin khơng gian? 2. Phân bi t b n đ cơ svàb n đ chuyên đ , b n đ svàb n đ gi y? 3. ðnh ngh ĩa t l b n đ và đc tr ưng c a t l b n đ . Cho bi t t l c a m t b n đ bi t r ng 1 inch trên b n đ t ươ ng ng v i 2.500 feet trên th c 4. Trình bày m i quan h gi a t l (Scale), đ phân gi i (Resolution) vàđph trù m (map extent) c a b n đ . Cho ví d . 5. ðnh nghĩ a, phân lo i cá c phé p chi u b n đ cơ b n? Phé p chi u nà o thơng d ng cho tồ n c u hi n nay? Vi t nam hi n nay s d ng phé p chi u nà o? 6. Cá c h th ng t a đ th ư ng đư c s d ng trên th gi i? T i sao h th ng t a đ ph ng UTM l i đư c s d ng trong GIS? Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 34
H TH NG THAM CHI U KHƠNG GIAN TRONG GIS Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 35
Ch ươ ng Ba CU TRÚ C D LI U GIS Cá c h th ng thơng tin cĩ th đư c t chú c l ưu tr theo nhi u cá ch khá c nhau. Vn đch n l a c u trú c l ưu tr d li u khơng gian là mt trong nh ng quyt đnh quan tr ng c a th i s ơ khai thi t k h th ng thơng tin đa lý (HTTT ðL). Hi u bi t v cu trú c l ưu tr d li u c a m t HTTT ðL bao gi cũ ng r t h u ích kc cho nh ng ng ư i s d ng HTTT ðL vì cu trú c d li u nh h ư ng đ n c kh i l ư ng b nh cn thi t và hi u su t quátrì nh phân tí ch d li u. Ngay c khi ti n hà nh cơng tá c thu th p d li u cũ ng c n ph i quy t đnh d ng l ưư tr d li u. Trong nghiên cu d li u mơi tr ư ng ta v n th ư ng ph i bi n chuy n d li u sang cá c d ng l ưu tr khá c nhau. Do v y hi u bi t v cu trú c d li u r t quan tr ng, nh t là v nh h ư ng c a vi c chuy n hĩ a d ng l ưu tr nh h ư ng th nào đ n ch t l ư ng d li u. Ch ươ ng nà y tr ư c h t trì nh bà y cá c khá i ni m v lưu tr d li u thơng tin d ư i hì nh th c c ơ s d li u, sau đĩ gi i thi u cá c d ng lưu tr đc thù cho cá c HTTT ðL cù ng v i cá c ưu nh ư c đim c a t ng d ng. 3.1 Cá c khá i ni m c ơ s 3.1.1 L ưu tr d li u đa lý trong má y tí nh ð c đim d li u trong cá c HTTT ðL khá c bi t v i d li u cá c h th ng thơng tin khá c (ngân hà ng, th ư vi n, qu n lýkhá nh hà ng hà ng khơng, y t , v.v.) ch chú ng bao gm c thơng tin v vtrí khơng gian, th m chíccá c m i liên h topo khơng gian và cá c thơng tin di n t (thu c tí nh) cá c v t th trong h th ng d li u. D li u đa lý bi u thcá c v t th trên b mt trá i đt bao gi cũ ng đư c th hi n trên m t gi y ph ng hai chi u b ng ba th c th chí nh: đim (points), đư ng (lines) và vù ng (polygons) đư c mãhĩ a và o trong h th ng CSDL đa lý . Cá c th c th nà y bi u th t t ccá c v t th đa lý trên m t đt đ mơ hì nh hĩ a th gi i th c t . Cá c đim nh ư làvtrícá c gi ng khoan d u m hay gi ng khoan n ư c ng m, đư ng nh ư là trung tâm c a cá c đư ng giao thơng, c a sơng ngị i, là hai th c th cơ b n c a quan ni m đơ n gi n hĩ a s bi u thcá c v t th trong th gi i th c nà y. Khi mu n th hi n cá c vù ng đư c bao quanh b i đư ng biên nà o đĩ (nh ư đa gi i đơ n vhà nh chí nh, hay cá c h nư c) thì ta chúý th hi n cá c đư ng biên khé p kí n bao quanh vù ng đĩmà trong ngơn ng d li u khơng gian ng ư i ta g i làvù ng (polygon). Ng ư i ta s d ng m t h th ng t a đ nh t đnh đ liên h d li u đa lý vi vtrí th c t c a v t th mà d li u đi di n trên b mt trá i đt. H th ng t a đcĩ th là h c c b cho cá c vù ng nghiên c u nh ho c là h th ng t a đ qu c gia hay qu c t nh ư UTM (Universal Transverse Mecator). Ngồ i cá c d li u khơng gian nh ư di n t trên, trong cá c HTTT ðL cị n t n t i lo i d li u khá c khơng ké m ph n quan tr ng là d li u thu c tí nh phi khơng gian. Lo i d li u nà y th ư ng chi m m t ph n b nh khơng nh trong cá c HTTT ðL. Vídđi vi mt gi ng khoang thìngồ i thơng tin v vtríđa lýc a nĩcị n cĩ mt lo t cá c d li u thu c tí nh nh ư đ sâu, ngà y khoan gi ng, l ưu l ư ng b ơm, ch nhân, ng ư i v n hà nh, v.v. Nhi u HTTT ðL đư c thi t k bao g m nh ng cơng cđc bi t cho vi c qu n lý nh ng d li u thu c tí nh. Vn đ lưu tr vàqu n lýcá c lo i d li u cũ ng nh ư cá c quan h gi a chú ng trong HTTT ðL b t bu c ph i thi t k và xây d ng h th ng c ơ s d Tr ưng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình H th ng thơng tin ða lý 36