TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐỊA LÍ - QUẢN LÍ TÀI NGUYÊN

BÀI GIẢNG
HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÍ (GIS)

Vinh, 2018



MỤC LỤC
CHƢƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÍ (GEOGRAPHIC ......... 1
INFORMATION SYSTEM(GIS)) .......................................................................................... 1
1.1. Tổng quan về GIS ............................................................................................................. 1
1.1.1. Sự ra đời và phát triển của GIS ...................................................................................... 1
1.1.2. Hệ thống thông tin địa lí là gì ........................................................................................ 2
1.1.3. Thành phần và chức năng của GIS ................................................................................ 3
1.1.4. Các khả năng của công nghệ GIS .................................................................................. 4
1.1.5. Tại sao dùng GIS ........................................................................................................... 4
1.1.6. Các bƣớc phân tích GIS ................................................................................................. 4
1.1.7. Phần mềm GIS ............................................................................................................... 5
1.1.8. Ứng dụng của GIS ......................................................................................................... 5
1.2. Cơ sở dữ liệu và cơ sở dữ liệu địa lí ................................................................................. 6
1.2.1. Khái niệm về cơ sở dữ liệu địa lí ................................................................................... 6
1.2.2. Đặc trƣng của cơ sở dữ liệu địa lí .................................................................................. 6
CHƢƠNG 2. KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM ARG GIS ....................................................... 8
2.1. PHÂN HỆ ARCCATALOG ............................................................................................. 8
2.2. PHÂN HỆ ARCTOOLBOX ............................................................................................ 8
2.2.1. Bộ công cụ Analysis Tools ............................................................................................ 9
2.2.2. Bộ công cụ Data management tools ........................................................................... 13
2.2.3. Bộ cộng cụ Relationship classes .................................................................................. 16

2.3. PHÂN HỆ ARCMAP ..................................................................................................... 17
2.3.1. Giao diện chính ............................................................................................................ 17
2.3.2. Mở lớp và thay đổi biển tƣợng trên ArcMap ............................................................... 25
2.3.3. Cập nhật đối tƣợng không gian ................................................................................... 31
2.3.4. Quản lý các layer ......................................................................................................... 33
2.3.5. Các lệnh truy vẫn trong ArcMap ................................................................................. 34
2.3.6. Tạo trang in bản đồ ...................................................................................................... 37
CHƢƠNG 3. CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA PHẦN MỀM ARC GIS ....................... 45
3.1. Nhập dữ liệu .................................................................................................................... 45
3.1.1. Số hóa bản đồ ............................................................................................................... 45
3.2. Quản lý dữ liệu................................................................................................................ 58
3.2.1. Làm việc với ArcCatalog ............................................................................................. 58
3.3. Chuyển đổi tọa độ ........................................................................................................... 63
3.3.1. Chuyển đổi tọa độ từ WGS 84 SANG VN 2000 ......................................................... 63
3.4. Phân tích dữ liệu ............................................................................................................. 69
3.4.1. Các lệnh truy vấn ........................................................................................................ 69
3.4.2.Phân tích dữ liệu (làm việc với GeoProcessing Wizards) ........................................... 83
Chƣơng 4: BIÊN TẬP BẢN ĐỒ VÀ XUẤT DỮ LIỆUTRÊN PHẦN MỀM ARCGIS ...... 90
4.1. Thành lập bản đồ chuyên đề ........................................................................................... 90
4.1.1. Khái niệm ..................................................................................................................... 90
4.1.2. Thông tin thành lập bản đồ chuyên đề ......................................................................... 90
4.1.3. Các phƣơng pháp thành lập bản đồ chuyên đề ............................................................ 90


4.1.4. Biên tập bản đồ ............................................................................................................ 90
Chƣơng 5: MỘT SỐ ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÍ ĐẤT ĐAI ............................. 100
5.1. Mô hình số độ cao ........................................................................................................ 100
5.1.1. Khái niệm DEM: ....................................................................................................... 100
5.1.2. Phƣơng pháp tạo DEM .............................................................................................. 100
5.1.3. Vai trò của DEM........................................................................................................ 106

5.2. Xây dựng các bản đồ thành phần từ DEM ................................................................... 106
5.2.1. Xây dựng bản đồ đai cao ........................................................................................... 106
5.2.2. Thành lập bản đồ độ dốc từ Dem .............................................................................. 107
5.3. Tính biến động .............................................................................................................. 110
5.4. Đánh giá thích nghi sinh thái cho cây trồng ................................................................. 121


CHƢƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÍ (GEOGRAPHIC
INFORMATION SYSTEM(GIS))
1.1. Tổng quan về GIS
1.1.1. Sự ra đời và phát triển của GIS
1.1.1.1. GIS ra đời như thế nào
- Nhu cầu về thông tin: ngày nay chúng ta cần thông tin chính xác và kịp thời để đƣa
ra quyết định chính xác.
- Tầm quan trọng của thông tin địa lý: đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự tồn tại
và phát triển của con ngƣời.
- Sự bùng nổ của cung và cầu nửa sau của thế kỉ XX.
- GIS đầu tiên ra đời năm 1967 (CGIS - Canada Geographic Information System). Từ
đó đến nay có nhiều GIS khác nhau ra đời.
- Sự phát triển của công nghệ viễn thám:
+ Thu thập thông tin từ xa trên diện rộng, tính lặp lại những khoảng thời gian khác
nhau.
+ Kéo theo nhu cầu về thu thập, phân tích, mô hình hoá dữ liệu.
+ Khi đó, có rất nhiều nƣớc cùng nghiên cứu về GIS nên có rất nhiều định nghĩa về
GIS.
1.1.1.2. Xu thế phát triển chung của thời đại
- Ngày càng dựa vào máy tính và coi máy tính là công cụ phân tích và xử lý dữ liệu.
- Xu thế đa ngành: giải quyết vấn đề về địa phƣơng, khu vực bằng sự tham gia của
nhiều ngành khác nhau.
1.1.1.3. Các nhân tố dẫn đến sự hình thành GIS trong những năm 60

- Sự phát triển của bản đồ học: Máy tính bắt đầu vẽ bản đồ và chồng xếp bản đồ trên
máy tính sao cho chính xác. Điều này dẫn đến độ chính xác của bản đồ ngày càng cao.
- Sự phát triển nhanh của công nghệ thông tin.
- Cuộc cách mạng định lƣợng trong không gian. (Phân tích không gian)
1.1.1.4. Các giai đoạn phát triển của GIS
- Những năm 60:
Hệ thống thông tin địa lý đƣợc ứng dụng trong công tác quản lý tài nguyên của
Canađa (CGIS), bao gồm các thông tin về nông nghiệp, lâm nghiệp, sử dụng đất và động vật
hoang dã.
Lúc này phải sử dụng dàn máy rất lớn, phạm vi sử dụng hạn chế, giá thành cao.
- Những năm 70:
+ Phóng vệ tinh Lansat 1 của Mỹ (1972).
+ Sự ra đời của ESRI - 1972, hãng phần mềm nổi tiếng nhất, sử dụng lâu đời nhất
của Mỹ (nghiên cứu hệ thống môi trƣờng).
+ Sự phát triển của hệ thống xử lý ảnh số.
• Bản chất ảnh số: ảnh số là ma trận M*N, X = ∆x*M, Y = ∆y*N.
• Ảnh số quang học:
Ảnh là một mảng pixel hai chiều. Mỗi một pixel chứa giá trị cƣờng độ ánh sáng (từ 0
- 255 màu) và địa chỉ (số hàng số cột).
• Hệ thống viễn thám thu ảnh số.
- Những năm 80:
+ IBM cho ra đời PC (máy tính) đầu tiên năm 1981. Đây là bƣớc ngoặt lớn của sự ra
đời máy tính điện tử.
+ Microsoft cho ra đời hệ điều hành MS - DOS.
+ Pháp phóng vệ tinh SPOT (1986).
1


+ Sự phát triển của phần mềm GIS chạy trên máy tính cá nhân vào cuối những năm
80: IL - WIS.

- Những năm 90 đến nay:
Sự bùng nổ GIS cả phần cứng lẫn phần mềm hệ thống và phần mềm GIS.
• Phần cứng gồm CPU, các thiết bị ngoại vi: máy quét, máy in…
• Phần mềm: DOS, WINDOWS: 3.0, 3.1, 95, 98, … 2003, XP…
• Sự phát triển của Internet: thúc đẩy sự hình thành và phát triển của GIS.
• Ứng dụng của GIS đƣợc mở rộng, tuy nhiên không đồng đều ở khu vực và ở các
nƣớc khác nhau: sớm phát triển mạnh ở Bắc Mỹ và Tây Âu, bắt đầu thâm nhập ở các nƣớc
đang phát triển. Ở Việt Nam GIS bắt đầu thâm nhập từ năm 1995.
1.1.2. Hệ thống thông tin địa lí là gì
- GIS là một công nghệ mới, phát triển nhanh và có nhiều ứng dụng rộng rãi cho đời
sống con ngƣời, bởi vậy có nhiều định nghĩa khác nhau về GIS.
- Định nghĩa khái quát:
+ GIS là công cụ trợ giúp quyết định không gian.
+ GIS là một công cụ có mục đích tổng quát.
+ GIS là một công nghệ của các công nghệ.
- Định nghĩa cụ thể:
1, GIS là một hệ thống máy tính có khả năng giữ và sử dụng thông tin liên quan đến
các vị trí trên Trái đất.
2, GIS là một hệ thống dựa trên máy tính cung cấp bốn chức năng để xử lý dữ liệu
địa quy chiếu: nhập dữ liệu, quản lý dữ liệu (lƣu trữ và truy cập số liệu), vận dụng và phân
tích dữ liệu, xuất dữ liệu (Aronoff 1993).
3, GIS là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu
địa lý và con ngƣời đƣợc thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lƣu trữ, cập nhật, điều khiển,
phân tích và hiển thị tất cả các dạng thông tin liên quan đến vị trí địa lý (Dueker & Kjerne
ESRI 1990 - 1997).
4, GIS là phần mềm bản đồ dùng để kết nối thông tin về vị trí địa lý của các đối
tƣợng với tất cả các dạng thông tin khác có liên quan đến tất cả các dạng thông tin đó.
Tóm lại, đặc trƣng nổi bật nhất về khả năng của GIS mà hệ thống thông tin khác
không có đƣợc chính là khả năng thao tác không gian và kết nối dữ liệu.
* Thao tác không gian:

GIS có khả năng cho phép trả lời những câu hỏi có thao tác không gian, với các
chƣơng trình đồ hoạ ứng dụng.
* Kết nối dữ liệu:
1. Ghép chính xác:
Khi ta kết nối dữ liệu của các file có cung thông tin về một số đối tƣợng địa lý và các
thông tin khác. Giữa các file có khoá chung là một hoặc nhiều đối tƣợng nào đó.
2. Ghép phân cấp:
Đƣợc đề cập đến vì trên thực tế có những dạng thông tin đƣợc thu thập thƣờng xuyên
hơn hay chi tiết hơn các dạng thông tin khác. Trong trƣờng hợp này, các thông tin chi tiết sẽ
đƣợc ghép dần đến khi phủ kín các thông tin ít chi tiết hơn.
3. Ghép mờ:
Khi đƣờng biên của các vùng nhỏ không trùng khớp với đƣờng biên của vùng lớn.
Điều này thƣờng xảy ra với các dạng dữ liệu về môi trƣờng.
Kết luận:
GIS chỉ lƣu giữ thông tin. Từ thông tin đó cho ra các bản đồ khác nhau tuỳ theo yêu
cầu.
2


1.1.3. Thành phần và chức năng của GIS
1.1.3.1. Thành phần của GIS
- Phần cứng: máy tính và các thiết bị ngoại vi (bàn số hoá, máy quét, máy in, đĩa
cứng, mềm, máy vẽ…).
- Phần mềm: đa dạng, do các hãng khác nhau sản xuất: hệ điều hành, giao diện,
không gian, hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
- Dữ liệu: (gồm có dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian)
+ Dữ liệu không gian: là dữ liệu về vị trí của các đối tƣợng trên mặt đất theo một hệ qui
chiếu nào đó. Nó có thể đƣợc biểu diễn dƣới dạng ô lƣới hay toạ độ.
+ Dữ liệu phi không gian: là dữ liệu thuộc tính, mô tả các đối tƣợng địa lý, đƣợc trình
bày dƣới dạng bảng.

Các dạng dữ liệu:
• Không gian: là phần chính làm nên bản đồ, có 3 dạng:
. Điểm: tỷ lệ nhỏ, ví dụ: cầu, nhà… (toạ độ (x,y)).
. Đƣờng: tuyến tính, ví dụ: sông, đƣờng giao thông…
. Vùng: lớp phủ thực vật, hồ nƣớc, biển…
• Bảng: là những thông tin phụ trợ phụ vụ cho thông tin bản đồ, thuộc dữ liệu thuộc
tính hay phi không gian.
• Ảnh: xây dựng nên bản đồ, bao gồm: ảnh vệ tinh, ảnh hàng không và các dữ liệu đã
đƣợc quét từ giấy vào dƣới dạng số. (vừa có thể là dữ liệu không gian vừa có thể là giữ liệu
thuộc tính)
* Dữ liệu không gian: chia làm hai loại mô hình dữ liệu
• Mô hình dữ liệu Vector:
Thƣờng dùng để biểu diễn các yếu tố rời rạc nhƣ: vị trí của các địa vật độc lập (cặp toạ
độ), những yếu tố có dạng hình tuyến nhƣ: phố xá, đƣờng giao thông (chuỗi cặp toạ độ), hoặc
những yếu tố có dạng vùng nhƣ: ao, hồ… (vùng khép kín).
• Mô hình dữ liệu Racter:
Dùng để biểu diễn các yếu tố có giá trị liên tục nhƣ: địa hình, thảm thực vật hoặc các
loại đất. Điểm là các ô nhỏ, còn đƣờng là các ô nhỏ xếp lại.
- Phần con ngƣời: (có hai nhóm), ngƣời trực tiếp sử dụng GIS và ngƣời quản lý sử
dụng. Hai nhóm này tham gia vào việc thành lập, khai thác và bảo trì hệ thống một cách
gián tiếp hay trực tiếp.
1.1.3.2. Chức năng của GIS
Nhập dữ liệu

Quản lí dữ liệu

Phân tích dữ liệu

Xuất dữ liệu


Hình: Các chức năng của GIS
- Nhập dữ liệu:
Là một chức năng của GIS mà qua đó dữ liệu dƣới các dạng khác nhau đƣợc biến đổi
sang dạng số. Việc nhập dữ liệu phụ thuộc vào bàn số hoá. (Nhập các dữ liệu không gian, sửa
3


chữa dữ liệu, đƣa về một hệ qui chiếu nào đó gắn với toạ độ thực. Chuyển hoá từ Racter sang
Vector và ngƣợc lại. Sau đó xây dựng cơ sở dữ liệu => Đây là bƣớc rất quan trọng. Nhập các
dữ liệu bằng bàn phím, máy quét…
- Quản lý dữ liệu:
Bao gồm việc tổ chức, lƣu trữ, truy cập dữ liệu sao cho hiệu quả nhất.
- Phân tích dữ liệu:
Là chức năng quan trọng nhất của GIS. GIS cung cấp các công cụ cần thiết để phân
tích dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính và tổng hợp cả hai loại dữ liệu đó ở trong cơ sở
dữ liệu để tạo ra thông tin mới.
- Xuất dữ liệu (báo cáo của GIS):
Cho phép hiển thị và trình bày các kết quả phân tích và mô hình hoá không gian dƣới
dạng bản đồ, bảng tính, văn bản trên màn hình hay trên các vật liệu truyền thống khác.
1.1.4. Các khả năng của công nghệ GIS
Chỉ giới hạn bởi ngƣời sử dụng nó. Mỗi một GIS phải trả lời đƣợc 5 câu hỏi:
1. Vị trí (Location) What is at…? Cái gì ở tại…?
Cho phép tìm kiếm những gì tồn tại ở một địa điểm cụ thể nào đó, quản lý và cung
cấp các đối tƣợng theo yêu cầu bằng các cách khác nhau nhƣ: tên địa danh, mã vị trí hoặc
toạ độ địa lý.
2. Điều kiện (Condition) ở đâu?
Tìm xem những vị trí nào thoả mãn một điều kiện nào đó.
3. Xu hƣớng (Trends) What has change since…?
Có những gì thay đổi kể từ…? (một thời điểm nào đó)
4. Mẫu hình (Patterns) What spatial patterns exist?

Có những mẫu hình không gian nào đang tồn tại ở…?
5. Mô hình hoá (Modeling) What if? Cái gì nếu?
Thể hiện xu thế của các đối tƣợng.
1.1.5. Tại sao dùng GIS
GIS cung cấp cho ta vị trí của các đối tƣợng, có thao tác không gian, ta không cần
nhập dữ liệu mà tự GIS sẽ thao tác cho ta.
- GIS yêu cầu có sự trợ giúp của các loại phần mềm khác.
- GIS có thể kết nối thông tin về vị trí địa lí của các đối tƣợng với tất cả các đối
tƣợng khác liên quan đến những đối tƣợng đó.
- GIS tăng cƣờng khả năng quản lý cũng nhƣ tổ chức tài nguyên của các tổ chức sử
dụng GIS.
- GIS đƣa ra những quyết định tốt hơn vì có thông tin tốt hơn.
- GIS tạo ra bản đồ.
1.1.6. Các bƣớc phân tích GIS
1.1.6.1. Giới hạn câu hỏi
- Chỉ rõ đến mức tối đa câu hỏi mà chúng ta muốn trả lời.
- Câu hỏi càng chi tiết bao nhiêu thì trả lời câu hỏi càng chi tiết bấy nhiêu.
1.1.6.2. Chọn dữ liệu
- Dữ liệu có từ nhiều nguồn khác nhau và dƣới nhiều dạng khác nhau. Chọn dữ liệu
có chất lƣợng tốt và độ chính xác cao.
- Việc chọn dữ liệu phụ thuộc vào ngân sách dự án đề ra.
1.1.6.3. Chọn các phương pháp phân tích
Việc chọn các phƣơng pháp phân tích giúp chúng ta dễ dàng hơn khi đƣa ra quyết
định bằng việc nhìn vào kết quả phân tích.
1.1.6.4. Xử lý dữ liệu
4


Khi chọn đƣợc phƣơng pháp, xử lý số liệu theo hƣớng tạo ra các khả năng phán đoán
phù hợp với mục đích.

1.1.6.5. Xem kết quả (giống xuất dữ liệu)
Kết quả đƣợc đƣa ra thể hiện bằng bản đồ, biểu đồ, bảng tính.
1.1.7. Phần mềm GIS
1.1.7.1. Thành phần và chức năng của phần mềm GIS
Cung cấp các chức năng và công cụ cần thiết để lƣu giữ, phân tích và hiển thị thông
tin về vị trí, địa điểm hoặc một địa phƣơng nào đó.
Thành phần chính gồm các:
- Công cụ nhập và chỉnh sửa dữ liệu.
- Hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
- Các công cụ để tạo nên bản đồ số và dựa vào đó ta có thể phân tích, đƣa ra các truy
vấn để có đƣợc lƣợng thông tin nhiều hơn nữa.
- Giao diện đồ hoạ dễ sử dụng.
1.1.7.2. Phần mềm miễn phí
Là các phần mềm GIS giúp chúng ta nhập môn hoặc đƣa thêm dữ liệu vào tài nguyên
sẵn có.
1.1.7.3. Phần mềm thương mại
Thực sự giúp chúng ta làm việc và tạo nên hệ thông tin địa lý hoàn chỉnh.
1.1.7.4. Chuẩn công nghệ GIS
- OGC (Open GIS Consortium) đƣợc thành lập năm 1994. Mục đích là liên kết các
chuẩn dữ liệu và hi vọng đƣa ra đƣợc chuẩn dữ liệu thống nhất trên toàn thế giới. (trên 200
nƣớc tham gia)
- Trang Web: www. Open gis.org
www. ESRI.com
www. GIS.com
1.1.8. Ứng dụng của GIS
- Châu Âu: GIS đƣợc ứng dụng để xây dựng hệ thống quản lý đất đai và cơ sở dữ
liệu cho môi trƣờng.
- Canađa: quản lý lâm nghiệp, khai thác gỗ.
- Mỹ: sử dụng nhiều nhất, trong tất cả các ngành công nghiệp, quân sự.
- Trung Quốc, Nhật Bản: xây dựng mô hình và quản lý các thay đổi của môi trƣờng

(do mức độ tác động nghiêm trọng của thiên tai)
- Một số lĩnh vực khảo cổ
- Quản lý đô thị: GIS ứng dụng trợ giúp các quyết định pháp lý, hành chính, kinh tế
cũng nhƣ các hoạt động quy hoạch khác.
Các ứng dụng của GIS có thể xếp theo từng nhóm và liệt kê nhƣ sau:
+ Qui hoạch đô thị và nông thôn
+ Quản lý kinh doanh
+ Quản lý hành chính và phân bố dân cƣ
+ Quản lý hạ tầng cơ sở
+ Đo đạc và vẽ bản đồ
+ Thăm dò dầu khí và khoáng sản
+ Kinh tế
+ Địa chính
+ Tài nguyên và môi trƣờng
+ Giao thông vận tải
+ Quốc phòng
+ Giáo dục và đào tạo.
5


1.2. Cơ sở dữ liệu và cơ sở dữ liệu địa lí
1.2.1. Khái niệm về cơ sở dữ liệu địa lí
CSDL là một tập hợp các lớp thông tin (các tệp dữ liệu) ở dạng vectơ, rastơ, bảng số
liệu, văn bản với những cấu trúc chuẩn bảo đảm cho các bài toán chuyên đề đó có mức độ
phức tạp khác nhau.
Mục tiêu cuối cùng của việc xây dựng cơ sở dữ liệu là thành lập các bản đồ chuyên
ngành, phục vụ cho việc quản lý tài nguyên thiên nhiên, quản lý lãnh thổ, dự báo thiên tai,
theo dõi tình trạng phát triển của các hiện tƣợng thiên nhiên và xã hội.
Cũng có thể hiểu đơn giản một CSDL là tập hợp hệ thống hóa các tài liệu bản đồ, số liệu
thống kê, các văn bản và chuyển chúng sang ngôn ngữ của máy tính.

Nhƣ vậy:
- Một cơ sở dữ liệu không gian là tập hợp các dữ liệu mà tham chiếu không gian
đƣợc chỉ rõ và đóng vai trò của một mô hình hiện thực.
- Cơ sở dữ liệu là một mô hình của hiện thực theo nghĩa nhƣ là một phần đặc thù hay
sự phỏng chừng của hiện tƣợng.
- Các hiện tƣợng đã chọn đƣợc nhận định là khá quan trọng để đƣợc trình bày dƣới
dạng số.
- Sự trình bày ở dạng số có thể đáng giá đối với một giai đọan trong quá khứ, hiện tại
hay tƣơng lai (hay còn phối hợp các giai đọan khác nhau một cách có tổ chức).
1.2.2. Đặc trƣng của cơ sở dữ liệu địa lí
- Các yếu tố trong thực tế đƣợc mô hình hóa trong cơ sở dữ liệu GIS có 2 khái niệm:
+ Yếu tố xuất hiện trong thực tế - thực thể
+ Yếu tố đƣợc thể hiện trong cơ sở dữ liệu - đối tƣợng
- Một khái niệm thứ ba đóng vai trò cơ bản trong các ứng dụng bản đồ là ký hiệu
đƣợc sử dụng để trình bày thực thể/đối tƣợng trên bản đồ hay trên tất cả sự trình bày đồ họa
khác.
* Thực thể là một hiện tƣợng quan tâm trong thực tế mà chúng ta không thể chia nó
nhỏ hơn nữa thành các hiện tƣợng thuộc cùng một loại.
Ví dụ nhƣ một thành phố có thể đƣợc coi là một thực thể chính vì nó có thể đƣợc
chia ra thành các hợp phần nhỏ hơn nhƣng các hợp phần này không phải là các thành phố
nữa mà là các quận, huyện. Trái lại, một khu rừng có thể đƣợc chia thành nhiều lô với kích
thƣớc nhỏ hơn.
* Một đối tƣợng là sự trình bày số của một thực thể hoàn chỉnh hay một bộ phận của
nó.
Phƣơng pháp thể hiện số về một hiện tƣợng thay đổi theo tỷ lệ, theo mục đích tìm
kiếm và nhiều nhân tố khác. Ví dụ nhƣ một thành phố đƣợc trình bày ở tỷ lệ một châu lục
có thể chỉ xuất hiện dƣới dạng một điểm. Nếu chúng ta xem xét nó trong cơ sở dữ liệu địa lý
mô tả một nƣớc, cùng thành phố đó sẽ đƣợc thể hiện ở dạng vùng.

Hình: Sự thay đổi của đối tượng theo tỉ lệ bản đồ

6


- Các lớp đối tƣợng (class of object)
+ Một lớp đối tƣợng là tập hợp các đối tƣợng trình bày một tập hợp các thực thể. Ví dụ
nhƣ tập hợp các đối tƣợng dạng điểm thể hiện toàn bộ các giếng nƣớc.
- Các thuộc tính (attribut)
+ Thuộc tính có mục đích mô tả đặc tính của một thực thể.
+ Nó thƣờng không có ý nghĩa về mặt không gian. Tuy nhiên một vài thuộc tính có
thể đƣợc liên kết với đặc tính không gian của hiện tƣợng cần nghiên cứu nhƣ diện tích, chu
vi, độ dài
- Các mô hình dữ liệu (data model)
+ Đó là sự mô tả khái niệm của một cơ sở dữ liệu, nó mô tả các lớp thực thể và các
thuộc tính đi kèm. Mỗi lớp thực thể đƣợc thể hiện bởi các đối tƣợng không gian riêng biệt.
+ Một khi cơ sở dữ liệu đƣợc xây dựng, mô hình cơ sở dữ liệu là cách nhìn về cơ sở
dữ liệu mà hệ thống có thể trình bày với ngƣời sử dụng. Các cách nhìn khác cũng có thể
đƣợc giới thiệu, nhƣng mô hình dữ liệu đặc biệt hữu ích bởi vai trò của nó trong việc thiết
kế cơ sở dữ liệu. Ví dụ nhƣ hệ thống có thể mô hình hóa các dữ liệu ở khuôn dạng vector
nhƣng tạo ra chúng dƣới dạng raster để xây dựng một số trình bày cho ngƣời sử dụng.
+ Những ví dụ về mô hình cơ sở dữ liệu có thể đƣợc phân theo lĩnh vực áp dụng của
chúng. Chẳng hạn nhƣ các ứng dụng liên quan tới vận tải có các nhu cầu về cơ sở dữ liệu
khác so với các ứng dụng liên quan tới quản lý tài nguyên.
- Các lớp dữ liệu (data layer)
+ Các đối tƣợng không gian đƣợc gộp lại thành các lớp dữ liệu.
+ Mỗi lớp dữ liệu có thể trình bày một lớp thực thể duy nhất hay một nhóm các lớp
thực thể. Một lớp dữ liệu cũng có thể gồm các đọan thẳng thể hiện các nhánh sông hay thể
hiện các hồ, đầm lầy, bờ biển, …
+ Một số cơ sở dữ liệu có tham chiếu không gian đƣợc xây dựng trong khi kết hợp tất
cả các thực thể vào một lớp dữ liệu duy nhất.
+ Mỗi lớp dữ liệu địa lý đƣợc phân thành dữ liệu không gian (hay đƣợc gọi là dữ liệu

hình học) và dữ liệu thuộc tính (hay gọi là dữ liệu chuyên đề). Dữ liệu không gian gồm có 3
yếu tố: điểm, đƣờng và vùng hoặc trong cấu trúc dữ liệu dạng vector hoặc điểm ảnh trong
cấu trúc dữ liệu dạng raster. Dữ liệu không gian dùng để trình bày về kích thƣớc, hình dạng,
vị trí, quan hệ với các đối tƣợng xung quanh (topology) và phƣơng hƣớng. Dữ liệu thuộc
tính dùng để mô tả đặc tính của các thực thể.

Hình: Mô hình dữ liệu

7


CHƢƠNG 2. KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM ARG GIS
Phần mềm ARCGIS Desktop là phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu, phần mềm bao
gồm 3 phân hệ chính: ArcCatalog, ArcMap, ArcToolbox.
- ArcCatalog: Quản lý dữ liệu
- ArcMap: Tra cứu, cập nhật, biên tập dữ liệu
- ArcToolbox: Xử lý dữ liệu
2.1. PHÂN HỆ ARCCATALOG
ArcCatalog là phân hệ cung cấp các công cụ quản lý dữ liệu bao gồm: Thiết kế
CSDL, tạo các lớp, bảng, mỗi quan hệ và các quy luật logic của dữ liệu.
Phân hệ hỗ trợ các định dạng file : Personal Geodatabase, File Geodatabase; shape
file; ArcInfo covergare file, CAD file (*.dwg, *.dxf và *.dgn), file excel, dbase table,
info table và các file ảnh nhƣ *.tif, *.gif…
Trong đó, File Geodatabase, Personal Geodatabase là 2 định dạng đƣợc sử dụng
phổ biến và có cấu trúc dữ liệu tƣơng đối giống nhau. Tuy nhiên, Personal Geodatabase
chỉ cho phép lƣu trữ tối đa 10 Gb còn File Geodatabase cho phép lƣu trữ đến 2 TB.

Hình ảnh: Các đinh dạng file trong ArcCatalog
2.2. PHÂN HỆ ARCTOOLBOX
ArcToolbox là một trong 3 phân hệ của phần mềm ArcGIS Desktop và có chức

năng phân tích và xử lý dữ liệu. ArcToolbox có rất nhiều công cụ để phân tích và xử lý
dữ liệu. Trong giáo trình này chúng tôi chỉ trình bày những công cụ thƣờng dùng để thực
hiện công việc nhƣ Analysis tools, Data Management tools, …

8


2.2.1. Bộ công cụ Analysis Tools
Bộ công cụ Analysis là công cụ dùng phân tích dữ liệu, bao gồm: công cụ Extract,
công cụ overlay, công cụ proximity, công cụ statistics.
a. Công cụ Extract

-

Chức năng “Select”: Cho phép ngƣời dùng lọc các đối tƣợng theo điều kiện.
Input features: vị trí lớp dữ liệu nguồn
Output Feature Class: vị trí lớp dữ liệu kết quả
Expression (optional): điều kiện lọc

Chức năng “Clip”: Lọc các đối tƣợng của lớp nguồn nằm trong phạm vị của các
đối tƣợng thuộc lớp khác
-

Input features: vị trí lớp dữ liệu nguồn
Clip Features: vị trí lớp dữ liệu dùng để lọc (Slip)
Output Feature Class: vị trí lƣu lớp dữ liệu kết quả
9


XY tolerance: Sai số


Chức năng Split: Chia lớp nguồn thành nhiều lớp con, số lƣợng lớp con bằng số
đối tƣợng trong lớp dùng để cắt (Split)
-

Input features: vị trí lớp dữ liệu nguồn
Split Features: vị trí lớp dữ liệu dùng để cắt (Split)
Split field: dùng để gán tên cho những lớp con
Target Workspace: vị trí lƣu các lớp con
XY tolerance: Sai số

-

Chức năng Table Select : Cho phép ngƣời dùng lọc các đối tƣợng theo điều kiện.
Input features: vị trí bảng dữ liệu nguồn
Output Feature Class: vị trí bảng dữ liệu kết quả
Expression (optional): điều kiện lọc

10


b. Hộp công cụ Overlay

-

Chức năng Eraser: Xóa các đối tƣợng trong lớp nguồn thuộc trong phạm vi các đối
tƣợng trong lớp tẩy (Eraser)

Input features: vị trí bảng dữ liệu nguồn
Erase Features: vị trí lớp tẩy (Erase)

Output Feature Class: vị trí bảng dữ liệu kết quả
XY tolerance: Sai số

-

Chức năng Intersect: là lựa chọn vùng giao giữa các lớp. Thông tin thuộc tính lớp
kết quả có số trƣờng là tổng của các lớp giao nhau.

11


Input features: vị trí các lớp dữ liệu nguồn
Output Feature Class: vị trí bảng dữ liệu kết quả
XY tolerance: Sai số
JoinAtributes (optional): có 3 lựa chọn
NO_FID: không lấy trƣờng ObjectID
ONLY_FID: chỉ lấy trƣờng ObjectID
ALL: lấy tất cả các trƣờng
Output Type (optional): kiểu đối tƣợng cho lớp kết quả
INPUT: Kiểu đối tƣợng nhƣ lớp nguồn
LINE: Kiểu đƣờng
POINT: Kiểu điểm

- Chức năng Union: Kết hợp các lớp với nhau

Input features: vị trí các lớp dữ liệu nguồn
Output Feature Class: vị trí bảng dữ liệu kết quả
XY tolerance: Sai số
JoinAtributes (optional): có 3 lựa chọn
NO_FID: không lấy trƣờng ObjectID

ONLY_FID: chỉ lấy trƣờng ObjectID
12


ALL: lấy tất cả các trƣờng

2.2.2. Bộ công cụ Data management tools

a. Hộp công cụ features

13


- Chức năng Add XY Coordinates: Thêm thông tin thuộc tính là tọa độ XY cho các
đối tƣợng dạng điểm.

- Chức năng Features to point: Chuyển các đối tƣợng điểm, đƣờng, vùng sang
dạng điểm

Input features: vị trí các lớp dữ liệu nguồn
Output Feature Class: vị trí bảng dữ liệu kết quả
Inside (optiont): nếu đánh dấu thì lấy tâm là một đối tƣợng và ngƣợc lại.

- Chức năng Features to Line: Chuyển đối tƣợng sang dạng đƣờng

Input features: vị trí các lớp dữ liệu nguồn
14


Output Feature Class: vị trí bảng dữ liệu kết quả

Preserve(optiont): Nếu đánh dấu thì dữ thuộc tính và ngƣợc lại

- Chức năng Features to Polygon: Chuyển các đối tƣợng sang dạng vùng

Input features: vị trí các lớp dữ liệu nguồn
Output Feature Class: vị trí lớp dữ liệu kết quả
Preserve(optiont): Nếu đánh dấu thì dữ thuộc tính và ngƣợc lại
XY tolerance (optional): Sai số

15


2.2.3. Bộ cộng cụ Relationship classes

Tạo mối quan hệ giữa các bảng/lớp bằng công cụ Relationship Classes
Click chọn Data Management tool/ chọn Relationship classes/ chọn Creat Relationship
classes, hộp thọai hiện ra nhƣ sau:

Origin Table: bảng cha
Destination Table: bảng con
Out Relationship Classes : vị trí lƣu mỗi quan hệ
Cardinality: kiểu quan hệ
One_To_One : quan hệ 1 – 1
One_To_Many: Quan hệ 1 – nhiều
Many_To_Many: Quan hệ nhiều – nhiều
Origin Primary Key : Khóa chính
Destination Foreign Key : Khóa phụ
Relationship class is attributed: nếu chọn thì thuộc tính mỗi quan hệ sẽ đƣợc lƣu
nhƣ một bảng và ngƣợc lại (thƣờng thì mục này không chọn)
16



2.3. PHÂN HỆ ARCMAP
ArcMap hỗ trợ ngƣời dùng, bao gồm các chức năng hiển thị, tra cứu, cập nhật, biên
tập bản đồ chuyên đề
2.3.1. Giao diện chính
Từ menu Start của màn hình Window chọn Programs
ArcGIS ArcMap.
Khi ArcMap đƣợc khởi động, sẽ thấy splash screen đƣợc hiển thị đầu tiên.
Trong hộp thoại Startup có những chức năng: tạo mới bản đồ (A new empty map), tạo
bản đồ theo mẫu có sẳn (A template), các bản đồ đã đƣợc mở (An existing map).

Thành phần phần mềm:
Menu chính
Thanh công cụ:
Danh mục các lớp

17


Giao diện ArcMap

18


a. Cửa sổ Table contents

b. Data View, Layout View
ArcMap cung cấp hai cách hiển thị bản đồ:
Data view: Hiển thị bản đồ

Layout view: Biên tập bản đồ
19


c. Các thanh công cụ, Menu chính
Các thanh công cụ
+ Thanh công công cụ Standard

+ Thanh công cụ Editor

Editor: Menu chỉnh sửa
Edit tool: Công cụ sửa
Edit Annotation: Công cụ sửa chữ (Text)
Create Features: công cụ tạo mới đối tƣợng
Attibutes: Cập nhật thuộc tính cho đối tƣợng
Sketch Properties: Chỉnh sửa vertex theo tọa độ
Cut Polygons tool: Công cụ cắt đối tƣợng dạng vùng
Split tool: Công cụ ngắt đối tƣợng đƣờng
Rotate tool: Soay đối tƣợng
ReShape features tool: Thay đổi hình dạng đối tƣợng
Edit vertex: Chỉnh sửa vertex bằng cách rê chuột
Các công cụ thêm mới

20


+ Thanh công cụ Tools

+ Thanh công cụ Layout


Phóng to cửa sổ biên tập bản đồ bằng cách sử dụng chuột
Thu nhỏ cửa sổ biên tập bản đồ bằng cách sử dụng chuột
Di chuyển bản đồ biên tập
Thu nhỏ bản đồ nằm hoàn toàn trong trang in
Chỉnh tỷ lệ hiện thị trang in về tỷ lệ 1:1
Phóng to bản đồ
Thu nhỏ bản đồ
Trở lại khung nhìn
Đi tới khung nhìn kế tiếp
Tỷ lệ bản đồ biên tập

21