Bài giảng GIS đại cương: Chương 1 - Nguyễn Duy Liêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MƠI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN

BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN

Giới thiệu về GIS

1


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Nội dung


Con người nhận thức thế
giới như thế nào? (How does the
human brain perceive the world?)

 Dựa

trên giác quan

 Có

sự hỗ trợ của công
nghệ



Dữ liệu và thông tin khác
nhau ra sao? (Data vs. Information)



GIS là gì? (What is a GIS?)



GIS ra đời khi nào? (History of
GIS)



GIS gồm các thành phần
nào? (Components of a GIS)



GIS có chức năng gì? (Functions of a GIS)



Tính đa ngành, liên ngành của
GIS (GIS as Multidisciplinary Science)



Vai trò của GIS (Why does GIS matter?)



Phạm vi ứng dụng của GIS (Area of GIS
applications)



Các ứng dụng GIS điển hình
(Examples of GIS applications)

 Mơi

trường: khơng khí, đại dương,
DTM

 Tài

ngun thiên nhiên: đất đai, đa
dạng sinh học, rừng

 Thiên

tai: cháy rừng, hạn hán, lũ lụt,
xâm nhập mặn

 Dịch

bệnh: COVID-19
2

Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Con người nhận thức về thế giới như thế nào?
Kích thích
Hình ảnh

(vật lý, hóa học)
Vị

?

Âm thanh
Đụng chạm
Mùi

Cảm nhận
(5 giác quan)
Thị giác
Thính giác
Khứu giác
Vị giác
Xúc giác

3

Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Con người nhận thức về thế giới như thế nào?
Kích thích
Hình ảnh

(vật lý, hóa học)

Vị

?

Âm thanh
Đụng chạm

Xử lý

Mùi

Cảm nhận
(5 giác quan)

Tơ mì hải sản
Tiếng nước sơi
Mùi thơm
Vị cay
Nóng tay

Thị giác
Thính giác
Khứu giác
Vị giác
Xúc giác
Tơ mì cay
mới nấu xong
4


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Cơng nghệ thay đổi cách nhận thức của con người
Thế giới Tạo ra kích thích

Thế giới

(vật lý, hóa học)

(vật lý, hóa học)

5 giác quan

Thị giác, Thính giác,
Khứu giác, Vị giác,
Xúc giác

Chuyển đổi thành tín

hiệu điện
Bộ não

Xử lý tín hiệu điện
Cảm giác,
nhận thức

Thơng tin,
kiến thức,
trí tuệ

Tạo ra kích thích

Cảm biến

Máy ảnh, Máy ghi âm,
Cảm biến mùi (khói), vị,
Màn hình cảm ứng

Chuyển đổi thành
Phần mềm dữ liệu
Chuyển đổi thành
kích thích
5 giác quan
Chuyển đổi thành tín
hiệu điện
Bộ não

Cảm giác,
nhận thức

Xử lý tín hiệu điện
Thơng tin,
kiến thức,
trí tuệ
5


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Dữ liệu là gì?


Trong khoa học
 Tất

cả hình ảnh, âm thanh, mùi,
vị, đụng chạm từ thế giới thực
được chuyển đổi thành các chữ
cái (A…Z), con số (0…9), kí hiệu
(@, [, \, <,>,?, *,%, ...) hoặc sự kết
hợp của chúng.



 Ví

dụ:

Ân 12 tuổi

2+3=5

Dữ liệu là giá trị duy nhất được tạo ra
cho các chữ cái, con số, kí hiệu nhằm
thể hiện các sự kiện, hiện tượng xảy
ra trong thế giới thực.

Dữ liệu là sự kết hợp của các chữ
cái, con số, kí hiệu nhằm thể hiện
các sự kiện, hiện tượng xảy ra
trong thế giới thực.

Trong khoa học máy tính
 Các

chữ cái (A…Z), con số
(0…9), kí hiệu (@, [, \, <,>,?,
*,%, ...) được chuyển sang một
mã số duy nhất.

 Ví

dụ trong hệ nhị phân:

A → 01000001
9 → 00111001
@ → 01000000

6


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Thơng tin là gì?


Trong khoa học
 Dữ
 Ví

liệu + Ngữ cảnh  Nhận thức

dụ:

12 + “Ân 12 tuổi”

 12 nghĩa là độ tuổi của Ân
12 + “Một năm có 12 tháng”



 12 nghĩa là số tháng trong năm

Thông tin là sự kết hợp của
dữ liệu và ngữ cảnh để tạo ra
nhận thức.

Trong khoa học máy tính
 Dữ

liệu + Xử lý (tốn tử) 
Thơng tin

 Ví dụ:
Thơng tin là dữ liệu đã được
xử lý bởi một q trình (tốn 2 + 3 = 5
tử số học, luận lý).
00000010, 00000011 → + → 00000101

Thông tin từ một q trình
có thể trở thành dữ liệu của
q trình tiếp theo.

{2,3} OR {5} = {2,3,5}
{00000010, 00000011}, {00000101} → OR →
{00000010, 00000011, 00000101}
7


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Dữ liệu  Thông tin


Thông tin = Dữ liệu + Ngữ cảnh = Dữ liệu + Cấu trúc + Ý
nghĩa
Môi trường của dữ liệu
(không- thời gian, đơn vị đo)



Cách thể hiện dữ liệu
(chữ cái, con số, kí hiệu)

Ví dụ:

Dữ liệu

Cấu trúc

Ý nghĩa

04301975 04/30/1975 (Định
Ngày Giải phóng
dạng ngày Hoa Kỳ) miền Nam

Dữ liệu ở cấu trúc
đúng và được đặt
trong một ngữ cảnh

Thông tin

Ngày Giải phóng miền
Nam là 04/30/1975

33 35 38

Con số, đơn vị °C

Nhiệt độ khơng khí tại Nhiệt độ khơng khí 3
Hà Nội 3 ngày vừa
ngày vừa qua tại Hà
qua
Nội là 33, 35, 38°C

BL10

2 chữ cái: màu sắc
2 con số: kích cỡ

Mã áo sơ mi trong
cửa hàng quần áo

1

1- Hay, 4- Tệ

Bộ phim này thế nào? Bộ phim này hay
1

Áo sơ mi đen, cỡ 10

8

Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Cấu trúc dữ liệu
Giá trị

Ví dụ

Boolean

2 giá trị (Đúng/ Sai, Có/ Khơng,
Nam/ Nữ)

Hơm nay có phải là thứ hai?
Bạn có làm thêm khơng?

Real

Số thực

Tuổi thọ trung bình của người Việt
năm 2015: 73,2 tuổi

Integer

Số nguyên

Năm nhuận có 366 ngày

Text/String

Con số, chữ cái, biểu tượng

DH15GI
 0123456789

Date/Time

Con số, con số + biểu tượng

12:45:45
Ngày 1 tháng 1 năm 2021

9


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Bài tập 1


Cho các mẫu dữ liệu sau. Hãy thêm ngữ cảnh để nó trở thành
thơng tin?
M
08032021
218101

9,5
Ω



Cho 3 bối cảnh sau. Hãy điền một ví dụ chuyển đổi dữ liệu
sang thơng tin cho từng bối cảnh?
Dữ liệu

Siêu thị
Rạp chiếu phim

Báo Tuổi trẻ

Cấu trúc

Ý nghĩa

Thông tin

5 phút

Hết giờ

10


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Mơ hình nhận thức của con người (DIKW)
Dữ liệu (Data)
Trả lời
câu hỏi

Thông tin
(Information)

Kiến thức
(Knowledge)

Trí tuệ (Wisdom)

Ai? Cái gì? Ở
đâu? Khi nào?

Làm thế nào?
Tại sao?

Phương án nào
tốt nhất?

Tạo từng nhóm Kết nối các nhóm

Ngữ
cảnh

Tạo từng phần

Kết nối các phần

Ví dụ

Đèn giao thơng,
Màu đỏ, (107°,
19°)

Đèn giao thông ở Tôi đang chạy
giao lộ A và B mới xe tới đoạn
bật đèn đỏ
giao lộ A và B

Tôi nên dừng xe
lại

Đặc tính

Nghiên cứu, quan
sát

Phân loại, tính
tốn, chỉnh sửa

So sánh, nhân
quả, trao đổi

Ứng dụng, phản
ánh

Giá trị

Thấp nhất

Trung bình

Cao

Cao nhất

Cấu trúc/
Nhận
thức

Vật lý/ Cảm nhận

Nhận thức/ Hiểu ý Niềm tin/ Có
nghĩa
niềm tin

Phán đoán/ Biết
phán đoán, ra
quyết định
12


Copyright © 2021 |

Trí
tuệ

Cấp độ
tổ chức
tăng dần

Kiến
thức

Thơng
tin

Dữ
liệu

Giới thiệu về GIS

Vận dụng kiến thức
Sách, mơ hình, hệ thống, lý thuyết,
ngun lý, chân lý

Tổ chức thông tin
Chương sách, tiên đề, truyện dài

Liên kết dữ liệu
Câu văn, đoạn văn, phương trình,
khái niệm, ý tưởng, câu hỏi,
truyện ngắn

Các phần tử rời rạc
Từ ngữ, con số, mã số, bảng biểu,
cơ sở dữ liệu

13


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Hệ thống là gì?
Tập hợp các thực thể kết nối với nhau và các
hoạt động tương tác nhằm một mục đích chung

Hệ thống

Tập hợp các quy trình tương tác trên dữ liệu để
tạo ra thơng tin hữu ích cho việc ra quyết định
(Đầu vào)

Hệ thống phi
thơng tin

(Xử lý)

(Đầu ra)

Hệ thống
thơng tin
Một hình thức đặc biệt của hệ thống thông tin
áp dụng cho dữ liệu địa lý

Hệ thống thông tin

phi địa lý

Hệ thống thông tin
địa lý
19


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Dữ liệu địa lý là gì?

Dữ liệu khơng gian:

Dữ liệu thuộc tính:

Nó ở đâu?

Nó là gì?
Lồi: sồi
Chiều cao: 15 m
Tuổi: 75 năm

20


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Chúng ta đang ở đâu? Chúng ta đang làm gì?

21


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Ứng dụng hỗ trợ đi xe buýt tại TP. Hồ Chí Minh
1.

Nhập điểm xuất phát, điểm kết thúc

2.

Xử lý tìm đường

3.

Hiển thị những cách di chuyển tốt nhất bằng xe buýt



22


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Bài tập 2


Xác định quy trình nào sau đây là hệ thống phi thông tin,
hệ thống thông tin phi địa lý, hệ thống thông tin địa lý?
 1:

Pha trà sữa matcha

Bột trà xanh, nước
sơi, sữa tươi, sữa
đặc có đường

Cho trà xanh vào chén, pha với nước
sôi, dùng muỗng khuấy đều  Đổ sữa
đặc, sữa tươi vào nồi, đặt lên bếp nấu
lửa nhỏ  Khi sữa đã sôi, cho trà
xanh vào, khuấy đều  Nấu tiếp 5
phút rồi tắt bếp, để nguội.

Ly trà sữa
matcha

30 giây
End
10
30
29

28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
123456789
23


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Bài tập 2


Xác định quy trình nào sau đây là hệ thống phi thông tin,

hệ thống thông tin phi địa lý, hệ thống thông tin địa lý?
 2:

Giao dịch chuyển khoản qua ATM

Thẻ
ATM,
mã pin, số
tài
khoản
chuyển đến,
số tiền muốn
chuyển
khoản

30 giây

Đưa thẻ vào máy ATM theo chiều mũi
tên trên thẻ  Chọn ngôn ngữ  Nhập
mã Pin  Chọn chức năng Chuyển
khoản  Nhập số tài khoản chuyển đến
 Nhập số tiền bạn muốn chuyển khoản
 Chọn Có khi đã xác nhận thơng tin
hiển thị chính xác  Bạn muốn thực
hiện giao dịch khác: Chọn có nếu muốn
tiếp tục, Chọn khơng và nhận lại thẻ.

Lịch sử giao
dịch, số tiền
còn lại trong

tài khoản

End
10
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
123456789
24


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Bài tập 2


Xác định quy trình nào sau đây là hệ thống phi thông tin,
hệ thống thông tin phi địa lý, hệ thống thơng tin địa lý?
 3:

Giao thức ăn/ nước uống Grabfood

Phí vận chuyển, giá
đơn hàng, tên thức
ăn/ nước uống, tên/
số điện thoại/ địa chỉ
cửa hàng (nơi mua),
tên/ số điện thoại/
địa chỉ khách hàng
(nơi nhận)

30 giây
End
10
30
29
28
27
26
25
24

23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
123456789

Thức ăn/ nước
uống đến khách
hàng, tiền đến
cửa hàng, tiền
vận chuyển đến
tài xế
Khách hàng đặt đơn hàng  Tài xế đến
cửa hàng, mua thức ăn/ nước uống theo
đơn hàng  Tài xế trả tiền mua thức ăn/
nước uống  Tài xế giao thức ăn/ nước
uống đến địa chỉ khách hàng đã đặt 
Khách hàng trả lại tiền mua thức ăn/ nước
uống và phí vận chuyển cho tài xế.

25

Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

GIS là gì?


Hệ thống Thông tin Địa lý = Geographic Information
System (GIS)

Dữ liệu có tham chiếu
khơng gian
(Spatially referenced data sets)

Một hình thức đặc biệt của
hệ thống thông tin áp dụng
cho dữ liệu địa lý

Dữ liệu đã được xử lý

(A particular form of information system applied to
geographical data)

(raw data are processed)

Tập hợp các quy trình tương tác trên dữ liệu để tạo ra
thơng tin hữu ích cho việc ra quyết định
(A set of processes, executed on raw data, to produce information which will be useful for decision making)

Tập hợp các thực thể kết nối với nhau và các
hoạt động tương tác nhằm một mục đích chung
(A group of connected entities and activities which interact for a common purpose)

27


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

GIS là gì?


Geographic (Địa lý)


Dữ liệu lưu trữ trong GIS có tham chiếu khơng gian


Địa điểm + Khoảng cách, góc + Địa chỉ + Tọa độ

Cổng trường Đại học Nông Lâm TPHCM + Cách QL 1A 10 m + Tp. Thủ Đức + 10,87°N, 106,79°E


Có thể hiển thị dữ liệu dưới dạng bản đồ
Bản đồ bùng phát đại dịch COVID-19 tính đến ngày 14 tháng 4 năm 2020
Địa điểm

Tổng số ca nhiễm
100.000+
10.000 – 99.999
1.000 – 9.999
100 – 999
10 – 99
1–9
0/ khơng có số liệu

Xác nhận Tử vong Hồi phục

Hoa Kỳ

586.057

23.604

43.637

Tây Ban Nha

170.099

17.756

64.727

Ý

159.516

20.465

35.435

Đức

130.072

3.194

57.259

Pháp

98.076

14.967

27.718

Vương quốc
Anh

88.621

11.329

0

Trung Quốc
đại lục

82.249

3.341

77.738

...
28


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

GIS là gì?


Information (Thông tin)


Dữ liệu đã xử lý, lưu trữ 2 thông tin: khơng gian, thuộc tính
Thơng tin khơng gian

Thơng tin thuộc tính

Ở đâu?

Cái gì?
Địa điểm

Xác nhận Tử vong Hồi phục

Hoa Kỳ

586.057

23.604

43.637

Tây Ban Nha

170.099

17.756

64.727

Ý

159.516

20.465

35.435

Đức

130.072

3.194

57.259

Pháp

98.076

14.967

27.718

Vương quốc
Anh

88.621

11.329

0

Trung Quốc
đại lục

82.249

3.341

77.738

...

29


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

GIS là gì?


System (Hệ thống)


Tích hợp nhiều thành phần nhằm thực hiện các chức năng
tương tác lên thông tin địa lý.
Con người

Phần mềm

Phần cứng

Phương pháp,
quy trình

Dữ liệu

30


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Định nghĩa GIS thay đổi theo đối tượng sử dụng

Một tập hợp các bản đồ số

Công chúng

(A container of maps in digital form)

(The general public)

Một cơng cụ máy tính hỗ trợ giải quyết các Nhà ra quyết định, tổ chức cộng
vấn đề địa lý
đồng, nhà hoạch định
(A computerised tool for solving geographical problems)

(Decision-makers, community groups, planners)

Hệ thống hỗ trợ ra quyết định không gian

Khoa học quản lý, nghiên cứu
vận trù

(A spatial decision support system)

(Management scientists, operations researchers)

Một cơng cụ tiết lộ những gì ẩn giấu sau
các thông tin địa lý

Nhà khoa học, nghiên cứu
(Scientists, investigators)

(A tool for revealing what is otherwise invisible in geographical information)

Một công cụ để thực hiện các thao tác
trên dữ liệu địa lý hiệu quả hơn

Quản lý tài nguyên, lập kế
hoạch, vẽ bản đồ

(A tool for performing operations on geographical data more efficiently)

(Resource managers, planners, cartographers)

31


Copyright © 2021 |

Giới thiệu về GIS

Định nghĩa GIS


Một hệ thống thơng tin (trên máy tính) được thiết kế để:


thu thập, lưu trữ, xử lý, phân tích và hiển thị mọi dạng dữ
liệu địa lý (có vị trí trên Trái Đất)



nhằm hỗ trợ việc ra quyết định về quy hoạch, quản lý sử
dụng đất đai, tài nguyên, môi trường, giao thông, đô thị, …

…không phải hệ thông tin phi hình học!
…khơng chỉ là phần mềm!
…khơng chỉ làm bản đồ!

32