GIS_07MT_2010

Kiều Thị Phương Loan

Hệ thống thông tin địa lý

1. Khái niệm thông tin địa lý, Dữ liệu địa lý (cho ví dụ minh họa)?
-

-

Thông tin địa lý: là thông tin về những vị trí trên bề mặt trái đất
o Các nguòn tự nhiên: đất, nước, thực vật
o Cơ sở hạ tầng: đường, cầu cống
o Vị trí kinh tế chính trị, các đường biên giới
o Các thống kê: dân số, ..
Dữ liệu địa lý: Tập hợp thông tin địa lý được nghi thức, lưu trữ trong máy tính

Mô tả những thực thể có vị trí.

Ghi nhận những thông tin vị trí.

Những thông tin về đặc điểm là các thuộc tính của thực thể
Mô hình dữ liệu
 Tập hợp nguyên tắc sử dụng tổ chức dữ liệu trong CSDL
o Dữ liệu không gian: là dữ liệu về đối tượng mà vị trí của nó được xác định
trên bề mặt trái đất. được xây dựng trên một hệ thống tọa độ (tọa độ lưới
chiếu hay hệ tọa độ phẳng)Tọa độ địa lý là vị trí được biểu diễn bằng vĩ độ
và kinh độ.
o Dữ liệu phi không gian: thể hiện tính chất của đối tượng như chiều dài,rộng
con đường, độ cao của thân cây, số dân thành phố… Dữ liệu phi không gian

còn dược gọi là dữ liệu thuộc tính, dữ liệu phi hình học.
o Dữ liệu thời gian: mô tả thời gian xuất hiện hay tồn tại của đối tượng. các
thông tin không gian và thông tin thuộc tính có thẻ biến đổi không phụ
thuộc vào nhau tương đối theo thời gian. Thuộc tính của một đối tượng có
thẻ thay đổi theo thời gian mà vẫn giữ nguyên tọa độ của mình và ngược
lại, tọa độ của đối tượng có thể thay đổi mà vẫn giữ nguyên thuộc tính của
chúng. Việc hiểu rõ tính chất này của mối quan hệ thông tin cho phép dễ
dàng phân tích các hiện tượng, quá trình động lực trong không gian địa lý.
Ví dụ: sự di chuyển của các cồn cát làm thay đổi vị trí không gia nhưng giữ
nguyên các thuộc tính . Ngược lại, quá trình thổi mòn làm thay đổi thuộc
tính “độ cao” nhưng giữ nguyên tọa độ.

2. Những kỹ thuật liên quan tới HTTTĐL (GIS, GPS, RS, Bản đồ)?
Page 1 of 8
Dựa theo câu hỏi 08KMT và tài liệu 06MT


GIS_07MT_2010

Kiều Thị Phương Loan

GPS: Hệ thống vệ tinh quĩ đạo Trái Đất có thể cung cấp vị trí trên bề mặt với độ chính
xác (100met tới dưới 1 cm.)
Viễn thám (Remote Sensing - RS)


Sử dụng vệ tinh thu nhận thông tin bề mặt Trái Đất

Bản đồ tĩnh (A static map – paper or digital)



Những bản đồ thường là “sản phẩm” của HTTTĐL



Phương pháp trực quan trong phân tích

 GPS & RS là nguồn dữ liệu đầu vào cho GIS.
 GIS tổ chức,duy trì, phân tích dữ liệu

3. Cơ Sở Dữ Liệu HTTTĐL? Mục đích, ý nghĩa các bước xây dựng CSDL HTTTĐL ?
•

Hệ thống thông tin địa lý là tập hợp phần cứng, phần mềm và các thủ tục để lưu
trữ, quản lý, điều khiển, phân tích, mô hình hóa và hiển thị dữ liệu địa lý nhằm
giải quyết các vấn đề quản lý và quy hoạch phức tạp.(P.124)

• Cơ sở dữ liệu HTTĐL:
- Là sự tập hợp một hay nhiều file dữ liệu hay dữ liệu bảng được lưu trữ theo một

kiểu cấu trúc.
- Có mối quan hệ bên trong giữa các thông tin hay giữa các dữ liệu.
- Được quản trị bằng phần mềm (DBMS)
- Sử dụng phục vụ dữ liệu cho những yêu cầu dữ liệu khác nhau

Mục đích:
Chỉ những hiện tượng quan trọng thu nhập biểu diễn trong cơ sở dữ liệu
Xác định rõ hiện tượng, đối tượng và chọn dữ liệu thích hợp biểu chúng là một
phần của quá trình thiết kế cơ sở dữ liệu
- Mục đích đảm bảo dữ liệu được nhận dạng và mô tả trong tính toán cần chính xác

- Kiểu cách, hình thức được người phân tích dữ liệu chấp nhận
• Ý nghĩa:
•
-

a/ Thiết kế khái niệm:
Page 2 of 8
Dựa theo câu hỏi 08KMT và tài liệu 06MT


GIS_07MT_2010

Kiều Thị Phương Loan

Mục tiêu: nhận biết, nhận diện nội dung CSDL và mô tả nó ở dạng tóm tắt, hay
khái niệm
Phần cứng và phần mềm không lệ thuộc
Những mô tả & định nghĩa các thực thể
Xác định thực thể biểu diễn trong CSDL
Những yêu cầu qui mô biểu diễn & những mối quan hệ sẽ biểu diễn

-

b/ Logic:
Mục tiêu: CSDL được mô tả chi tiết, bao gồm các dạng mục tin, các mối quan hệ
dữ liệu , độ chính xác, các thủ tục đảm bảo sự toàn vẹn dữ liệu
Phần mềm cần xác định nhưng phần cứng không lệ thuộc
Thiết kế cấu trúc logic các yếu tố CSDL. Xác định bởi quan hệ quản trị dữ liệu

-


c/ Vật lý:
Cả phần cứng và mềm đều yêu cầu
Yêu cầu tổ chức file trên máy tính
Triển khai kết quả của mức logic trên cả phẩn cứng và phần mềm cụ thể

-

4. So sánh mô hình dữ liệu Raster và Vector
RASTER

VECTOR

KHÁI NIỆM
- Phương pháp biểu diễn các đặc
trưng địa lý bằng các điểm ảnh

-

Phương pháp biểu diễn các đặc trưng địa
lý bằng các phần tử đồ họa cơ bản (điểm,
đường và vùng)

CẤU TRÚC
• Các điểm được xếp liên tiếp từ trái
qua phải và từ trên xuống dưới.

•

Sử dụng những điểm lưu trữ bằng những

tọa độ thực của chúng.

•

Những đường (line) và vùng (polygon)
được xây dựng từ chuỗi những điểm theo
thứ tự.

•

Những đường có hướng theo thứ tự các
điểm.

•

Những vùng có thể xây dựng từ các điểm
và đường.

•

Vector có thể lưu trữ nhiều thông tin.

•

Mỗi một điểm ảnh (pixcel) chứa một
giá trị hay còn gọi là thuộc tính của
mỗi ô (attribute) : là những đặc tính
không gian được lưu trữ. Ví dụ :
kiểu đất, độ cao…


•

Một tập các ma trận điểm và các giá
trị tương ứng tạo thành một lớp
(layer).

•

Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều
lớp.

Page 3 of 8
Dựa theo câu hỏi 08KMT và tài liệu 06MT


GIS_07MT_2010

•

Kiều Thị Phương Loan

Kích thước các pixcels càng nhỏ thì
độ phân giải của ảnh càng cao.

PHƯƠNG THỨC THẺ HIỆN 2 CHIỀU
biểu diễn đối tượng bằng điểm, đường ,
vùng. đặc biệt biểu diễn địa hình , độ cao
bằng những ô màu, độ cao bằng những ô
màu sáng tối hoặc được mã hóa bằng số
các thuộc tính được gán vào mọi ô lưới

biểu diễn đối tượng
PHƯƠNG THỨC THẺ HIỆN THÔNG
TIN 3 CHIỀU
những yếu tố đỉnh, sông núi không thể định
vị tới vị trí chính xác hơn độ chính xác
phân giải lưới---> quy mô, tỉ lệ không gian
lớn thể hiện những nét tổng quatsncuar nền
môi trường.
Mô hình DEM
Dựa vào giá trị độ cao của ô lưới
KHẢ NĂNG PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN
• Quá trình tính toán đơn giản hơn và
dễ dàng hơn cơ sở hệ thống dữ liệu
vector.
• Phép đo trên lớp raster đơn giản hơn
do tính dều đặn của các tế bào
• Mô hình dữ liệu raster là mô hình dữ
liệu GIS được dùng tương đối phổ
biến trong các bài toán về môi
trường, quản lý tài nguyên thiên
nhiên.

địa hình, độ cao bằng các đường đồng mức-->
các đối tượng điểm vùng có dáng vẽ tự nhiên
hơn
các thuộc tính được gắn trực tiếp vào đối tượng

những yếu tố sông núi, đỉnh núi được lưu trữ tới
những tọa độ chính xác--> độ chính xác cao cần
nhiều số liệu.

Mô hình TIN
Dựa vào thuật toán Delauney và tam giác
Thiessen

•

•

Thuật toán cho việc hoàn thành chức
năng là quá phức tạp và việc hoàn thành
có lẽ là không xác thực.
Các phép đo trên dữ liệu vector tiến bộ
hơn nhưng cũng phức tạp hơn.

KẾT LUẬN
Ưu điểm :

Ưu điểm :

 Cấu trúc đơn giản, đồng nhất

 Biểu diễn các đối tượng rời rạc

 Dễ sử dụng các phép chồng xếp và phép

 Tiết kiệm bộ nhớ

xử lí ảnh viễn thám.
 Dễ thực hiện nhiều phân tích không


gian, đặc biệt đối với không gian liên

 Dễ biểu diễn các quan hệ không gian
 Tạo đồ họa đẹp, chính xác

Page 4 of 8
Dựa theo câu hỏi 08KMT và tài liệu 06MT


GIS_07MT_2010

Kiều Thị Phương Loan

tục.
 Dễ mô hình hóa

Nhược điểm :

Nhược điểm :

 Tốn nhiều bộ nhớ

 Cấu trúc dữ liệu phức tạp

 Khó biểu diễn mối quan hệ không gian

 Khó thực hiện chồng lớp, các bài toán phân

 Giảm độ phân giải sẽ mất thông tin hay


giảm độ chính xác

tích, chồng lớp.
 Khó biểu diễn không gian liên tục

 Không thích hợp với phân tích mạng.
 Bản đồ hiển thị không đẹp.

5. Quan hệ không gian dữ liệu địa lý?
 Mối quan hệ cấu trúc đối tượng phức tạp từ đối tượng đơn giản.


Quan hệ giữa đường (chain) và tập thứ tự những điểm tạo nên nó.

 Mối quan hệ có thể nhận biết từ tọa độ


Hai đối tượng đường có thể kiểm tra chúng cắt chéo nhau



Những diện tích có thể kiểm tra xem nó có bao quanh một điểm nào đó

 Những mối quan hệ được mã hóa trong CSDL.


Hai đường biểu diễn cắt nhau, nhưng trên thực tế chúng không cắt nhau

Quan hệ các đối tượng vector
o


Điểm-Điểm (Point-point )

o

Điểm-Đường (Point-line)

o

Đường-Diện tích (Line-area)

o

Diện tích-Diện tích (Area-area)
Page 5 of 8

Dựa theo câu hỏi 08KMT và tài liệu 06MT


GIS_07MT_2010
o

Kiều Thị Phương Loan

Đường-Đường (Line-line)

6. Phân tích địa lý trên cơ sở vector và raster (Overlay, Buffer, tìm kiếm, phân loại…)?
Vector
Xác định trọng tâm
Phép đo không gian

Tạo vùng đệm
Kết hợp không gian
▪ Phân vùng theo thuộc tính
▪ Phân vùng kết hợp
▪ Phân loại
 Chồng chập không gian và nói
dữ liệu





 Raster
 Phân tích gần nhất/ lọc dữ

liệu
 Mô hình hóa Raster

Phân tích dữ liệu thuộc tính
 Những phép đo bản đồ (khoảng cách, hướng, diện tích vv...)


Chiều dài đường bằng tổng chiều dài của các đoạn hợp thành và được lưu
trữ như thuộc tính đường.

Diện tích được lưu trữ như giá trị thuộc tính
Tạo vùng đệm
 Sử dụng trọng trong quá trình tiền phân tích dữ liệu
 Tạo ra không gian quanh những yếu tố trên mặt đất.
 Điểm, đường, polygon dùng tạo vùng đệm

 Những chức năng lân cận

Vd: đánh giá hiệu ứng tiếng ồn giao thông
Chồng chập
 Chồng lớp số học


Gồm các phép toán như cộng, trừ, nhân chia từng giá trị trong lớp dữ liệu
với một giá trị trong vị trí tương ứng của lớp thứ hai.
Page 6 of 8

Dựa theo câu hỏi 08KMT và tài liệu 06MT


GIS_07MT_2010

Kiều Thị Phương Loan

 Chồng lớp logic


Liên quan với việc tìm ra những vùng thoả mãn (hoặc không thỏa mãn) một
số điều kiện đặt ra

Những phân tích không gian
 Những thao tác chồng phủ

Phân tích thống kê
 Nhiệt độ trung bình tại Thành phố Hồ chí Minh trong tháng ba bao nhiêu?
 Hay ở Hà Nội bao nhiêu trong tháng tám?

 Khoảng cách trung bình từ các hộ gia đình là bao nhiêu đến một siêu thị?
 Lượng mưa trung bình khác nhau Tỉnh này với Tỉnh khác ở Việt Nam?

Phân loại
 Được áp dụng làm đơn giản một tập hợp dữ liệu chi tiết để có thể trình bày chúng

trên bản đồ.
 Tách các đối tượng theo tính chất nào đó.
 Bố trí màu sắc trình bày một cách thuận tiện nhất.
 Phân loại theo thuộc tính: phân loại là kỹ thuật nhóm dữ liệu thuộc tính theo

khỏang yêu cầu đặt ra
Các phép toán tìm kiếm logic
 Chất vấn thuộc tính và hiển thị :có thể chọn các đối tượng bằng cách đưa ra các

điều kiện chọn về thuộc tính của đối tượng
 Những chức năng khoảng cách và liên kết

Tính toán bề mặt địa hình
 Tính tóan độ dốc


Sử dụng phép lọc trên DEM, hay sử dụng TIN



Tạo ra lớp dữ liệu mới – độ dốc

 Tính toán hướng sườn



Hướng bề mặt sườn
Page 7 of 8

Dựa theo câu hỏi 08KMT và tài liệu 06MT


GIS_07MT_2010


Kiều Thị Phương Loan

Thướng phân lọai thành 8 hướng (45o)

 Vẽ mặt cắt ngang – tính toán thể tích


Vẽ và tính toán độ cao theo tuyến mặt cắt



Tính khối lượng



Dựa trên cấu trúc raster, khó khăn khi thực hiện trên đường cao độ

 Phân tích tầm nhìn



Phân tích tầm nhìn từ một vị trí trên địa hình



Ứng dụng
 Đánh giá khi xây dựng công trình mới
 Quân đội

Page 8 of 8
Dựa theo câu hỏi 08KMT và tài liệu 06MT