22655 16122020233947639KHALUNHONCHNH NGDNGPHNGPHPGISVVINTHMTRONGNHGIBINNGTRNGKHUVCSNTRTPNNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐÀ NẴNG
KHOA ĐỊA LÍ

HÀ THỊ UYÊN

ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP GIS VÀ VIỄN THÁM
TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT RỪNG KHU VỰC
SƠN TRÀ – TP ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Đà Nẵng – 5/2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐÀ NẴNG
KHOA ĐỊA LÍ

ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP GIS VÀ VIỄN THÁM
TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT RỪNG KHU VỰC
SƠN TRÀ – TP ĐÀ NẴNG

CHUN NGÀNH: ĐỊA LÍ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƢỜNG
KHĨA 15 (2015 - 2019)

Giảng viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

TS. Trần Thị Ân

Hà Thị Uyên

Đà Nẵng - 5/2019


LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành đề tài này và có kiến thức như ngày hôm nay, em xin gửi lời cảm
ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường cùng toàn thể q thầy, cơ trong khoa Địa lí Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt
kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu cho chúng em trong suốt quá trình học
tập và nghiên cứu ở trường.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn, sự tri ân sâu sắc đến Cô TS. Trần Thị Ân là người
trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện để em nghiên cứu và
hoàn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp.
Xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và những đồng nghiệp đã động
viên và giúp đỡ tơi hồn thành tốt luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, tháng 05 năm 2019
Tác giả khóa luận
Hà Thị Uyên


MỤC LỤC
Trang
A. PHẦN MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................1
2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI...............................................................3
2.1. Mục tiêu của đề tài ......................................................................................................3
2.2. Nhiệm vụ của đề tài.....................................................................................................3
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................3

3.1. Đối tƣợng nghiên cứu .................................................................................................3
3.2. Phạm vi nghiên cứu .....................................................................................................3
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................................................3
5. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU..............................................................................................4
6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................4
6.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu.....................................................................................4
6.2. Phƣơng pháp tổng hợp và xử lý, phân tích số liệu ..................................................5
6.3. Phƣơng pháp bản đồ và GIS ......................................................................................5
6.4. Phƣơng pháp Viễn thám .............................................................................................5
7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ........................................6
7.1. Ý nghĩa khoa học .........................................................................................................6
7.2. Ý nghĩa thực tiễn .........................................................................................................6
B. PHẦN NỘI DUNG .......................................................................................................7
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..........................7
1.1. NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS ...........................7
1.1.1. Cơ sở dữ liệu nền địa lý...........................................................................................7
1.1.2. Cơ sở dữ liệu chuyên đề ....................................................................................... 10
1.2. ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ
LIỆU .................................................................................................................................. 11
1.2.1. Tổng quan về Viễn thám ...................................................................................... 11
1.2.2. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý (GIS) ................................................... 15


1.2.3. Ứng dụng của Viễn thám trong xây dựng cơ sở dữ liệu .................................. 17
1.2.4. Ứng dụng của GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu.............................................. 18
1.3. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM
TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM... 19
1.3.1. Trên Thế giới ......................................................................................................... 19
1.3.2. Ở Việt Nam ............................................................................................................ 21
1.4. RỪNG VÀ PHÂN LOẠI RỪNG........................................................................... 23

1.4.1. Khái niệm, phân loại ............................................................................................. 23
1.4.2. Rừng Sơn Trà Đà Nẵng ........................................................................................ 24
1.5. ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU .............................................................. 24
1.5.1. Đặc điểm về vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên.................................................. 24
1.5.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ..................................................................................... 31
CHƢƠNG 2: THÀNH LẬP CÁC BẢN ĐỒ RỪNG TỪ DỮ LIỆU ẢNH VỆ
TINH ................................................................................................................................. 32
2.1. NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN DỮ LIỆU .............................................................. 32
2.2. THU THẬP VÀ LỰA CHỌN DỮ LIỆU ẢNH ................................................... 33
2.2.1. Thu thập và lựa chọn ảnh vệ tinh ........................................................................ 33
2.2.2. Dữ liệu ảnh ............................................................................................................. 36
2.3. TẠO TỔ HỢP MÀU RGB VÀ TÍNH CHỈ SỐ NDVI NĂM 2000 ................... 38
2.3.1. Tạo tổ hợp màu RGB ............................................................................................ 38
2.3.2. Tính toán chỉ số thực vật NDVI .......................................................................... 42
2.4. TẠO TỔ HỢP MÀU RGB VÀ TÍNH CHỈ SỐ NDVI NĂM 2018 ................... 45
2.4.1. Tạo tổ hợp màu RGB ............................................................................................ 45
2.4.2. Tính toán chỉ số thực vật NDVI .......................................................................... 45
2.5. BẢN ĐỒ RỪNG CỦA SƠN TRÀ NĂM 2000, 2018 ......................................... 47
CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT RỪNG .......................................... 50
3.1. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG ĐẤT RỪNG SƠN TRÀ 2000-2018... 50
3.2. BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH ĐẤT RỪNG SƠN TRÀ ........................................... 52
3.3. MỘT SỐ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG........... 52


C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 55
1. Kết luận ......................................................................................................................... 55
2. Kiến nghị....................................................................................................................... 55
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 56

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Mơ hình dữ liệu raster .......................................................................................9
Hình 1.2. Mơ hình dữ liệu vector ......................................................................................9
Hình 1.3. So sánh 2 mơ hình Raster và Vector ............................................................ 10
Hình 1.4. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật viễn thám ................................................... 14
Hình 1.5. Các thành phần của GIS................................................................................. 15
Hình 1.7. Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu (thu nhỏ từ tỉ lệ 1:75.000).................... 26
Hình 2.1. Đăng kí tài khoản trên USGS ........................................................................ 33
Hình 2.2. Đăng kí ngƣời sử dụng ................................................................................... 33
Hình 2.3. Đăng nhập tài khoản trên USGS ................................................................... 34
Hình 2.4. Lựa chọn tiêu chí cho ảnh.............................................................................. 34
Hình 2.5. Lựa chọn loại dữ liệu ảnh .............................................................................. 35
Hình 2.6. Hiển thị kết quả tìm kiếm .............................................................................. 35
Hình 2.7. Chọn dữ liệu dạng file tiff ............................................................................. 36
Hình 2.8. Mở dữ liệu ảnh trên ARCGIS ....................................................................... 38
Hình 2.9. Tìm kiếm cơng cụ Composite Bands ........................................................... 39
Hình 2.10. Chọn dữ liệu đầu vào ................................................................................... 39
Hình 2.11. Kết quả sau khi tổ hợp màu ......................................................................... 39
Hình 2.12. Xuất dữ liệu ................................................................................................... 40
Hình 2.13. Cơng cụ cắt dữ liệu theo ranh giới ............................................................. 40
Hình 2.14. Hộp thoại Clip ............................................................................................... 41
Hình 2.15. Kết quả cắt tổ hợp màu theo ranh giới Sơn Trà năm 2000...................... 41
Hình 2.16. Tìm kiếm cơng cụ Float ............................................................................... 42
Hình 2.17. Float cho kênh 4, kênh 3 .............................................................................. 43
Hình 2.18. Nhập cơng thức tính NDVI vào Raster Calculator................................... 43
Hình 2.19. Kết quả tính NDVI ....................................................................................... 44
Hình 2.20. Kết quả phân loại NDVI bán đảo Sơn Trà năm 2000 .............................. 44
Hình 2.21. Kết quả tổ hợp màu bán đảo Sơn Trà năm 2018 ...................................... 45
Hình 2.22. Kết quả phân loại NDVI bán đảo Sơn Trà năm 2018 .............................. 46

Hình 2.23. Cơng cụ Reclassify ....................................................................................... 46
Hình 2.24. Cơng cụ Feature to Polygon ........................................................................ 47
Hình 2.26. Bản đồ rừng Bán đảo Sơn Trà năm 2018 (thu nhỏ từ tỉ lệ 1:50.000) .... 48
Hình 3.1. Hộp cơng cụ Intersect..................................................................................... 50
Hình 3.2. Bản đồ biến động diện tích đất rừng giai đoạn 2000-2018 (thu nhỏ từ tỉ
lệ 1:50.000) ....................................................................................................................... 51

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Đặc điểm các dải phổ..................................................................................... 14
Bảng 1.2. Bảng đặc trƣng độ phân giải không gian ảnh Landsat .............................. 37
Bảng 1.3. Bảng đặc trƣng độ phân giải không gian ảnh Sentinel .............................. 38
Bảng 1.4. Bảng so sánh dữ liệu phân loại ảnh Viên thám với Google Earth 20002018 ................................................................................................................................... 48
Bảng 1.5. Bảng biến động diện tích đất rừng Sơn Trà 2000-2018 ............................ 52

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
USAS (United States Geological Survey)

Cục khảo sát Địa chất Hoa Kì

GIS (Geographic InFormation System)

Hệ thống thông tin địa lý

CSDL

Cơ sở dữ liệu

KTXH

Kinh tế - Xã hội

ĐDSH

Đa dạng sinh học

KBTTN

Khu bảo tồn thiên nhiên

BQL

Ban quản lí

DEM

Mơ hình số độ cao

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Chỉ số thực vật


A. PHẦN MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Rừng là một tài nguyên vô cùng quý giá và quan trọng đối với xã hội loài
ngƣời, là lá phổi xanh của nhân loại. Theo thống kê, mỗi năm rừng hấp thụ khoảng
1/12 lƣợng
trong khí quyển của Trái Đất và hệ sinh thái rừng tích lũy khoảng
72% trữ lƣợng các bon của Trái Đất (Malhi và cộng sự, 2002). Trên thế giới đã
xuất hiện nhiều khu bảo tồn thiên nhiên, nhiều vƣờn quốc gia đã thành lập với
mục đích bảo tồn và giữ gìn nhiều nguồn tài nguyên phong phú đang bị đe doạ.

Hiện nay, tài nguyên rừng trên thế giới, cũng nhƣ Việt Nam nói chung và khu
vực Sơn Trà - Thành phố Đà Nẵng nói riêng đang bị giảm sút một cách báo động
cả về diện tích và chất lƣợng. Năm 1992, khu bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà với tổng
diện tích 4.439 ha. Tuy nhiên, theo Quyết định 6758/QĐ-UBND ngày 20/08/2008
của Ủy ban Nhân dân Thành phố Đà Nẵng về việc phê duyệt quy hoạch 3 loại
rừng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2008 – 2020 thì diện tích rừng ƣu
tiên bảo vệ hay rừng đặc dụng Sơn Trà chỉ còn 2.591,1 ha bao gồm rừng tự nhiên,
rừng trồng, đất trống và đồi núi trọc. Nhƣ vậy rừng đa dạng sinh học tại tại Bán
đảo Sơn Trà đã giảm tới 1.847,9 ha hay tƣơng đƣơng 41% so với diện tích Khu
bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà đƣợc cơng nhận năm 1992. Tính riêng ở bán đảo Sơn
Trà, đến 2016, Thành phố Đà Nẵng đã cấp phép đầu tƣ và giao đất rừng cho 14
doanh nghiệp xây dựng các khu du lịch, biệt thự, khách sạn, khu nghỉ dƣỡng cao
cấp…với tổng diện tích khoảng 1.225,45 ha, chiếm gần 30% tổng diện tích tồn
khu bảo tồn. Phần lớn các dự án này đƣợc cấp phép đầu tƣ từ những năm 2000 2010.
Thành phố Đà Nẵng đứng thứ hai cả nƣớc về chuyển đổi rừng đặc dụng sang
làm du lịch và dịch vụ. Với 1.086 ha rừng đặc dụng bị chuyển đổi trong giai đoạn
2006 – 20136, riêng Đà Nẵng chiếm tới 20% tổng diện tích rừng đặc dụng của cả
nƣớc bị chuyển đổi. Đáng lƣu ý rằng, toàn bộ 1.086 ha rừng đặc dụng và 140 ha
rừng sản xuất bị chuyển đổi này phải thực hiện trồng rừng thay thế. Tuy nhiên, câu
hỏi đặt ra rằng Đà Nẵng là một thành phố với tốc độ đô thị hóa nhanh và diện tích
cây xanh bình qn trên đầu ngƣời chỉ bằng 1/10 quy chuẩn xây dựng của Việt
Nam thì liệu Đà Nẵng cịn có đất cho việc trồng rừng thay thế? Tiếp tục, cuối năm
2016, Bán đảo Sơn Trà đƣợc quy hoạch thành khu du lịch cấp quốc gia với diện
tích ƣu tiên tập trung phục vụ du lịch lên tới 1.056ha và phát triển ở đai độ cao
dƣới 200m so với mực nƣớc biển, vốn là một phần sinh cảnh sống của loài Voọc
chà vá chân nâu và nhiều loài động, thực vật khác. Nhƣ vậy, từ rừng cấm hay khu
bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà với hơn 4.000 ha, diện tích bảo tồn của Sơn Trà ngày

1

càng bị thu hẹp dần để nhƣờng cho các dự án phát triển. Điều này không chỉ ảnh
hƣởng đến chất lƣợng cuộc sống con ngƣời mà còn ảnh hƣởng đến rất nhiều các
loài động thực vật.
Nhận thức đƣợc tầm quan trọng của tài nguyên rừng, Đảng và Nhà nƣớc ta đã
có những chính sách đổi mới, quan tâm hơn tới công tác bảo vệ và phát triển
nguồn tài nguyên này. Vì vậy, quản lý rừng bền vững đã, đang và sẽ là chủ đề
nóng đƣợc nhiều quốc gia, nhiều tổ chức và toàn nhân loại quan tâm.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, địi hỏi các thơng tin phải nhanh
chóng, chính xác và kịp thời. Trong khi đó việc sử dụng, lƣu giữ các loại giấy tờ,
bản đồ giấy truyền thống hay sử dụng các phƣơng pháp truyền thống nhƣ đo đạc,
thông qua số liệu xây dựng để thống kê, đo vẽ bản đồ theo chu kì đang dần bộc lộ
những yếu điểm khơng cịn phù hợp, gây tốn kém về tài chính con ngƣời và thời
gian. Do đó, chúng ta cần phải có sự thay đổi trong cách quản lý tài nguyên rừng
sao cho thông tin ln đƣợc cập nhật liên tục, đầy đủ và chính xác nhất. Việc sử
dụng công nghệ viễn thám (Remote sensing) và hệ thống thông tin địa lý
(Geographic Infomation System) viết tắt là GIS đang đƣợc sử dụng rộng rãi trên
thế giới đó là phƣơng pháp tìm hiểu, thu thập và quản lý thơng tin theo ý muốn, nó
giúp chúng ta lập cơ sở dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác nhất.
Việc sử dụng ảnh viễn thám trong việc quản lý tài nguyên đã và đang là một
hƣớng đi mới phục vụ cho công tác quy hoạch tài nguyên thiên nhiên nói chung
cũng nhƣ tài nguyên rừng nói riêng.
GIS đƣợc thiết kế nhƣ một hệ thống quản lý dữ liệu khơng gian có nhiều ứng
dụng trong việc phát triển đô thị và môi trƣờng tự nhiên nhƣ quy hoạch đô thị,
quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống cơng ích, lộ trình, nhân khẩu,
bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật.
Việc tích hợp cơng nghệ GIS với viễn thám đã mở ra rất nhiều ứng dụng thực tế
trong nhiều lĩnh vực. Đặc biệt đối với lĩnh vực quản lý tài nguyên rừng và môi
trƣờng.
Xuất phát từ những lí do trên, đề tài “Ứng dụng phương pháp GIS và Viễn thám

trong đánh giá biến động đất rừng khu vực Sơn Trà – TP Đà Nẵng” thực hiện
nhằm hỗ trợ cơng tác quản lí quy hoạch đất đai của Thành phố Đà Nẵng.

2


2. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu chung của đề tài là đánh giá biến động diện tích rừng giai đoạn 20002018 của thành phố Đà Nẵng nhằm cung cấp tài liệu hỗ trợ các nhà quy hoạch xây
dựng kế hoạch quản lí và phát triển trong tƣơng lai.
2.2. Nhiệm vụ của đề tài
- Khái quát những vấn đề lý luận và thực tiễn liên quan đế đề tài.
- Tìm hiểu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ở khu vực Sơn Trà Thành phố Đà
Nẵng.
- Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật Viễn thám và công nghệ GIS xây dựng cơ sở dữ
liệu phục vụ công tác đánh giá.
- Xây dựng bản đồ hiện trạng đất rừng các năm 2000, 2018 và bản đồ biến động
đất rừng giai đoạn 2000, 2018.
- Phân tích ảnh hƣởng của biến động đất rừng đến sự phát triển KTXH TP Đà
Nẵng.
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu những vấn đề lý luận liên quan đến ứng dụng Viễn thám và GIS
trong cơng tác quản lí dữ liệu khơng gian. Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là đất
rừng tại khu vực Sơn Trà Đà Nẵng.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Về không gian: Khu vực Bán đảo Sơn Trà thuộc phƣờng Thọ Quang, quận Sơn
Trà, Thành phố Đà Nẵng.
- Thời gian: Nghiên cứu biến động diện tích đất giai đoạn năm 2000-2018.
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Đề tài đã tiến hành nghiên cứu các nội dung chính sau:
- Khái quát cơ sở lý luận và thực tiễn liên quan đến đề tài.
- Nghiên cứu thực trạng đất rừng khu vực Bán đảo Sơn Trà – Thành phố Đà Nẵng.
- Các bài toán liên quan đến ảnh viễn thám (sử dụng ảnh Sentinel, ảnh Landsat 7),
bản đồ đất rừng, bản đồ biến động diện tích đất rừng, phân tích xu hứng biến động
và tìm giải pháp.

3


- Xây dựng các bản đồ hiện trạng và biến động đất rừng.
5. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
Một số đề tài của các tác giả khác nhau trong nƣớc về ứng dụng. Sau đây là một
số đề tài tôi thu thập đƣợc:
Đề tài: “Ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất huyện Nhà Bè Thành phố
Hồ Chí Minh đến năm 2010” của tác giả Huỳnh Thị Mộng Thu. Đề tài đã đƣa ra
đƣợc bản đồ quy hoạch sử dụng đất và đƣa ra các giải pháp tối ƣu trong công tác
quy hoạch đất huyện Nhà Bè TP.Hồ Chí Minh.
Đề tài: “Ứng dụng công nghệ GIS đánh giá biến động sử dụng đất Thành phố
Thủ Dầu Một tỉnh Bình Dƣơng giai đoạn 2010-2014” của tác giả Võ Thị Thanh
Lam. Đề tài đã đánh giá đƣợc tình hình sử dụng đất Thành phố Thủ Dầu Một tỉnh
Bình Dƣơng ở 2 thời điểm 2010, 2014. Thành lập bản đồ và đánh giá biến động sử
dụng đất giai đoạn 2010-2014.
Đề tài: “Nghiên cứu biến động một số loại hình sử dụng đất vùng ven đô huyện
Từ Liêm thành phố Hà Nội trên cơ sở phƣơng pháp viễn thám kết hợp GIS” của
tác giả Nguyễn Thị Thúy Hằng. Đề tài này đã giải quyết đƣợc những vấn đề nhƣ
chiết xuất các thông tin về biến động sử dụng đất từ dữ liệu viễn thám đa phổ và
đa thời gian thông qua một số phƣơng pháp phân tích và xử lí ảnh số, tích hợp các
kết quả phân tích dữ liệu viễn thám với các dữ liệu khác để đánh giá mối tƣơng
quan giữa biến động sử dụng đất và các hiện tƣợng kinh tế xã hội.

Đề tài: “Nghiên cứu biến động lớp phủ mặt đất huyện Từ Liêm trên cơ sở ứng
dụng công nghệ Viễn thám và GIS” của tác giả Bùi Thị Ánh Dƣơng. Đề tài đã
chọn ra phƣơng pháp tối ƣu cho việc thành lập các bản đồ từ ảnh viễn thám. Phân
tích biến động lớp phủ mặt đất khu vực Từ Liêm và so sánh, đánh giá biến động
qua 2 thời kì (2003-2008).
6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện tốt bài nghiên cứu, trong đề tài này tôi đã chọn những phƣơng
pháp nghiên cứu sau:
6.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu
Là phƣơng pháp thu thập tất cả những số liệu, thông tin có liên quan đến đề tài,
sau đó sẽ tiến hành tiến hành xử lý, đánh giá các số liệu, thông tin thu thập đƣợc.
Những số liệu và các thông tin này chúng tơi thu thập ở các cơ quan đó là: Phịng
Thống kê dân số - văn hóa xã hội - Cục Thống kê Đà Nẵng; Chi cục quản lí đất đai
Thành phố Đà Nẵng. Mục đích nhằm làm cơ sở để xây dựng cơ sở dữ liệu một

4


cách khoa học, để đạt đƣợc hiệu quả cao nhất cho đề tài. Mặt khác, giảm bớt thời
gian thực hiện và cơng sức cũng nhƣ làm tăng tính logic của đề tài. Ngoài các số
liệu thu thập ở các cơ quan, tơi cịn khai khác những thơng tin qua các kênh thông
tin, đặc biệt là internet, sách báo.
6.2. Phƣơng pháp tổng hợp và xử lý, phân tích số liệu
Với các số liệu thu thập đƣợc cần phải tổng hợp, xử lý và phân tích để nghiên
cứu đề tài. Xử lý và phân tích số liệu hay dữ liệu là một trong các bƣớc cơ bản của
một nghiên cứu. Bản thân số liệu chỉ là các số liệu thô, qua xử lý, phân tích trở
thành thơng tin và sau đó trở thành tri thức.
Xử lý và phân tích số liệu bao gồm xác định vấn đề nghiên cứu; thu thập số
liệu; xử lý số liệu; phân tích số liệu và báo cáo kết quả. Để có cơ sở phân tích số
liệu tốt thì trong quá trình thu thập số liệu phải xác định trƣớc các u cầu của

phân tích để có thể thu thập đủ và đúng số liệu nhƣ mong muốn của đề tài hƣớng
đến.
6.3. Phƣơng pháp bản đồ và GIS
Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng chủ yếu trong đề tài, từ việc xây dựng, trình
bày, hỏi đáp đến truy xuất dữ liệu, sử dụng để biểu diễn đồ họa, hiển thị thơng tin
và xem xét chúng một cách tồn diện. Các chuẩn dữ liệu và những nguyên tắc xây
dựng dữ liệu và cùng với nhiều kỹ thuật GIS khác sẽ đƣợc tích hợp để xây dựng
CSDL phục vụ nghiên cứu của đề tài.
Các số liệu, ảnh vệ tinh và bản đồ thu thập đƣợc từ Google Earth trong quá
trình nghiên cứu. Với sự hỗ trợ của phần mềm GIS (ArcGIS) để xử lý và thiết lập
các bản đồ ranh giới hành chính, đƣờng giao thơng, sơng ngịi,...xây dựng các
trƣờng dữ liệu trong phần mềm ArcGIS, hoàn chỉnh dữ liệu trong bộ phần mềm
ARC/INFO (ArcCatalog - ArcMap).
6.4. Phƣơng pháp Viễn thám
Viễn thám (Remote sensing ) là khoa học và nghệ thuật thu nhận thông tin về
một đối tƣợng, hiện tƣợng thơng qua việc phân tích tƣ liệu về các đối tƣợng bằng
các phƣơng tiện mà khơng có sự tiếp xúc trƣc tiếp với các đối tƣợng đó.
Dựa vào tính chất phản xạ sóng điện từ của các đối tƣợng tự nhiên trên bề mặt
trái đất mà sử dụng kĩ thuật viễn thám có thể phân tích, so sánh và nhận diện
chúng từ các thông tin phổ phản xạ (cƣờng độ, dạng đƣờng cong ở các dải sóng
khác nhau).

5


7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
7.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài cho thấy tính hiệu quả của việc kết hợp công nghệ Viễn thám và GIS để
nghiên cứu thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cũng nhƣ các bản đồ chuyên
đề khác. Tạo cơ sở khoa học cho việc ứng dụng Viễn thám và GIS vào giải quyết

các vấn đề về quản lí, quy hoạch, sử dụng đất rừng cho Thành phố Đà Nẵng.
7.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo trong việc nghiên cứu và ứng dụng Viễn
thám, GIS phục vụ lĩnh vực quản lí sử dụng đất đai nói riêng và các lĩnh vực kinh
tế - xã hội khác nói chung. Đồng thời góp phần giúp cho các nhà quy hoạch có
những quyết định đúng đắn trong việc quản lý, quy hoạch đất đai trên địa bàn.

6


B. PHẦN NỘI DUNG
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS
1.1.1. Cơ sở dữ liệu nền địa lý
Cơ sở dữ liệu nền thông tin địa lý là một tập hợp các dữ liệu có chuẩn cấu trúc
trong một hệ quản trị cơ sở dữ liệu, đƣợc lƣu trữ trên máy tính và các thiết bị lƣu
trữ thơng tin thứ cấp, có thể thỏa mãn yêu cầu khai thác thông tin đồng thời của
nhiều ngƣời sử dụng hay nhiều chƣơng trình ứng dụng với nhiều mục đích khác
nhau.
Là những mơ tả số của hình ảnh bản đồ. Chúng bao gồm toạ độ, quy luật và các
ký hiệu dùng để xác định hình ảnh cụ thể của bản đồ trong một khn dạng hiểu
đƣợc của máy tính. Hệ thống thông tin địa lý dùng các dữ liệu không gian để tạo
ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thơng qua thiết bị
ngoại vị.
Đặc trƣng thông tin của CSDL nền địa lý là có khả năng mơ tả “vật thể ở đâu”
nhờ vị trí tham chiến, đơn vị đo và quan hệ khơng gian. Chúng cịn khả năng mơ tả
“hình dạng hiện tƣợng” thơng qua mơ tả chất lƣợng, số lƣợng của hình dạng và
cấu trúc. Cuối cùng, đặc trƣng thông tin mô tả “quan hệ và tƣơng tác’’ giữa các
hiện tƣợng tự nhiên. Mơ hình khơng gian đặc biệt quan trọng vì cách thức biểu
diễn thông tin sẽ ảnh hƣởng đến khả năng hiển thị đồ họa của hệ thống.

Các thành phần của cơ sở dữ liệu không gian bao gồm:
- Tập hợp các dữ liệu dạng vector (tập các điểm, đƣờng và vùng)
- Tập hợp các dữ liệu dạng raster (dạng mơ hình DEM hoặc ảnh)
- Tập hợp các dữ liệu dạng mạng lƣới (ví dụ nhƣ đƣờng giao thơng, lƣới cấp thoát
nƣớc, lƣới điện...)
- Tập hợp các dữ liệu địa hình 3 chiều và bề mặt khác
- Dữ liệu đo đạc
- Dữ liệu dạng địa chỉ
Các bảng dữ liệu là thành phần quan trọng của cơ sở dữ liệu không gian, đƣợc
liên kết với các thành phần đồ họa với nhiều kiểu liên kết khác nhau.
Về khía cạnh cơng nghệ, hình thể, vị trí khơng gian của các đối tƣợng cần quản
lý, đƣợc miêu tả bằng các dữ liệu đồ hoạ. Trong khi đó, tính chất các đối tƣợng
này đƣợc miêu tả bằng các dữ liệu thuộc tính.
7


Đối với từng lĩnh vực, có thể xây dựng CSDL trên nền GIS một cách hiệu quả,
ví dụ:
- Hệ thống GIS quản lý cáp viễn thông
- Hệ thống GIS giao thông
- Hệ thống GIS thủy lợi
- Hệ thống GIS điện lực
- Hệ thống GIS cấp thoát nƣớc
- Hệ thống GIS y tế, dịch bệnh
- Hệ thống GIS giáo dục
- Hệ thống GIS du lịch
- Hệ thống GIS nông lâm nghiệp
- Hệ thống GIS công nghiệp…
Hầu nhƣ mọi lĩnh vực thông tin đều có thể triển khai xây dựng CSDL trên nền
GIS. Đối với một địa phƣơng (ví dụ một tỉnh) có thể tích hợp các hệ thống GIS

chun ngành thành một hệ thống GIS toàn tỉnh đảm bảo thống nhất yếu tố nền,
kế thừa đƣợc dữ liệu của nhau từ đó sẽ giảm kinh phí đầu tƣ xây dựng, giảm kinh
phí duy trì vận hành và việc khai thác sẽ trở nên hiệu quả hơn.
CSDL nền địa lý có hai mơ hình lƣu trữ là Raster và Vector.
a. Mơ hình Raster
Raster là một ma trận của những ô vuông, dùng để thể hiện chủ đề, phổ ánh
sáng hoặc dữ liệu hình ảnh. Dữ liệu raster có thể dùng để biểu diễn mọi thứ từ độ
cao của mặt đất, loại cây cỏ cho tới ảnh vệ tinh, ảnh quét bản đồ. Kích thƣớc của
pixel càng nhỏ thì thể hiện chính xác và hình ảnh nó thể hiện càng chi tiết và sắc
nét nhƣng dữ liệu lƣu trữ rất lớn.

8


Hình 1.1. Mơ hình dữ liệu raster

b. Mơ hình Vector
Mơ hình Vector có một số đặc điểm sau:
- Thể hiện vị trí chính xác trong khơng gian.
- Mức độ chính xác đƣợc giới hạn bởi số chữ số dùng để thể hiện một giá trị trong
máy tính, tuy nhiên nó chính xác hơn rất nhiều so với mơ hình dữ liệu raster.
- Một đối tƣợng dạng điểm (point feature) đƣợc xác định bởi cặp tọa độ x, y.
- Một đối tƣợng dạng đƣờng (line feature) đƣợc xác định bởi một chuỗi cặp tọa độ
x, y.
- Một đối tƣợng dạng vùng (polygon feature) đƣợc xác định bởi một chuỗi các cặp
tọa độ x, y trong đó cặp đầu tọa độ trùng với cặp tọa độ cuối.

Hình 1.2. Mơ hình dữ liệu vector

9

Hình 1.3. So sánh 2 mơ hình Raster và Vector

1.1.2. Cơ sở dữ liệu chuyên đề
Cơ sở dữ liệu chuyên đề là những mơ tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện
tƣợng xảy ra tại vị trí địa lý xác định mà chúng khó hoặc khơng thể biểu thị trên
bản đồ đƣợc (Non - Spatial Data hay Attribute) (trả lời cho câu hỏi nó là cái gì?) là
những mơ tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tƣợng xảy ra tại các vị trí địa lý xác
định. Một trong các chức năng đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng của nó
trong việc liên kết và xử lý đồng thời giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính.
Thơng thƣờng hệ thống thơng tin địa lý có 4 loại số liệu thuộc tính:
- Ðặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin đồ thị, các dữ liệu
này đƣợc xử lí theo ngơn ngữ hỏi đáp cấu trúc (SQL) và phân tích. Chúng đƣợc
liên kết với các hình ảnh đồ thị thơng qua các chỉ số xác định chung, thông thƣờng
gọi là mã địa lý và đƣợc lƣu trữ trong cả hai mảng đồ thị và phi đồ thị. Hệ thống
thông tin địa lý cịn có thể xử lí các thơng tin thuộc tính riêng rẽ và tạo ra các bản
đồ chuyên đề trên cơ sở các giá trị thuộc tính. Các thơng tin thuộc tính này cũng
có thể đƣợc hiển thị nhƣ là các ghi chú trên bản đồ hoặc là các tham số điều khiển
cho việc lựa chọn hiển thị các thuộc tính đó nhƣ là các ký hiệu bản đồ.
- Dữ liệu tham khảo địa lý: Mô tả các sự kiện hoặc hiện tƣợng xảy ra tại một vị
trí xác định. Khơng giống các thơng tin đặc tính, chúng khơng mơ tả về bản thân
các hình ảnh bản đồ, thay vào đó chúng mơ tả các danh mục hoặc các hoạt động
nhƣ cho phép xây dựng các khu công nghiệp mới, nghiên cứu y tế, báo cáo hiểm
họa môi trƣờng... liên quan đến các vị trí địa lý xác định. Các thông tin tham khảo
địa lý đặc trƣng đƣợc lƣu trữ và quản lí trong các file độc lập và hệ thống khơng
thể trực tiếp tổng hợp với các hình ảnh bản đồ trong cơ sở dữ liệu của hệ thống.
10

Tuy nhiên các bản ghi này chứa các yếu tố xác định vị trí của sự kiện hay hiện
tƣợng.
- Chỉ số địa lý: là các chỉ số về tên, địa chỉ, khối, phƣơng hƣớng định vị,... liên
quan đến các đối tƣợng địa lý, đƣợc lƣu trữ trong Hệ thông tin địa lý để chọn, liên
kết và tra cứu dữ liệu trên cơ sở vị trí địa lý mà chúng đã đƣợc mô tả bằng các chỉ
số địa lý xác định. Một chỉ số địa lý có thể bao gồm nhiều bộ xác định cho các
thực thể sử dụng từ các cơ quan khác nhau nhƣ là lập danh sách các mã địa lý mà
chúng xác định mối quan hệ không gian giữa các vị trí hoặc giữa các hình ảnh hay
thực thể địa lý.
- Quan hệ không gian giữa các đối tượng: rất quan trọng cho các chức năng xử
lý của hệ thống thông tin địa lý. Các mối quan hệ này có thể đơn giản hay phức
tạp nhƣ sự liên kết, khoảng cách tƣơng thích, mối quan hệ topo giữa các đối
tƣợng.
1.2. ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ
LIỆU
1.2.1. Tổng quan về Viễn thám
1.2.1.1. Khái niệm
Viễn thám là một ngành khoa học có lịch sử phát triển lâu đời, nghiên cứu
thông tin về sự vật, hiện tƣợng, gián tiếp trên dữ liệu ảnh hàng không, ảnh vệ tinh
và ảnh radar. Sự phát triển của khoa học viễn thám đƣợc bắt đầu từ mục đích quân
sự, qua việc nghiên cứu ảnh chụp sử dụng phim và giấy ảnh, đƣợc thực hiện lúc
đầu từ khinh khí cầu và sau đó là trên máy bay ở các độ cao khác nhau. Ngày nay,
viễn thám ngoài việc tách lọc thơng tin từ khơng ảnh, cịn áp dụng các kỹ nghệ
hiện đại trong thu nhận và xử lý thông tin ảnh số thu đƣợc từ các bộ cảm có độ
phân giải khác nhau đƣợc đặt trên vệ tinh thuộc quỹ đạo Trái Đất, và dữ liệu ảnh
radar. Trên thực tế, có nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám đƣợc đƣa ra theo
quan niệm của các tác giả khác nhau.
Theo Ficher và những ngƣời khác (1976): Viễn thám là một nghệ thuật, khoa
học, nói ít nhiều về một vật khơng cần phải chạm vào vật đó.
Theo D.A.Land Grete (1978): Viễn thám là một khoa học về lấy thông tin từ

một đối tƣợng, đƣợc đo từ một khoảng cách cách xa vật khơng cần tiếp xúc với
nó. Năng lƣợng đƣợc đo trong các hệ viễn thám hiện nay là năng lƣợng điện từ
phát ra từ vật quan tâm...

11


Theo Lillesand và Kiefer (1986): Viễn thám là khoa học và nghệ thuật thu nhận
thông tin về một vật thể, một vùng, hoặc một hiện tƣợng, qua phân tích dữ liệu thu
đƣợc bởi phƣơng tiện không tiếp xúc với vật, vùng, hoặc hiện tƣợng khi khảo sát.
Theo Janes B. Capbell (1996): Viễn thám là ứng dụng vào việc lấy thông tin về
mặt đất và mặt nƣớc của Trái Đất, bằng việc sử dụng các ảnh thu đƣợc từ một đầu
chụp ảnh sử dụng bức xạ phổ điện từ, đơn kênh hoặc đa phổ, bức xạ hoặc phản xạ
từ bề mặt Trái Đất.
Ở Việt Nam, Theo Nguyễn Ngọc Thạch và nhóm ngƣời khác (1997): Viễn
thám là sự thu thập và phân tích thơng tin về đối tƣợng mà khơng có sự tiếp xúc
trực tiếp đến vật thể. Phƣơng pháp viễn thám là phƣơng pháp sử dụng bức xạ điện
từ (ánh sáng nhiệt, sóng cực ngắn) nhƣ một phƣơng tiện để điều tra và đo đạc
những đặc tính của đối tƣợng.
Theo Nguyễn Văn Đài (2002): Viễn thám là một khoa học, nghệ thuật sử dụng
phƣơng tiện thơng tin bằng máy tính, cơng nghệ vũ trụ và kinh nghiệm của các
chuyên gia, nhằm thu nhận các thơng tin có ích về một vật hoặc một hiện tƣợng,
xảy ra trên Trái Đất và quyển khí, bằng cách sử dụng các ảnh chụp về vật, hiện
tƣợng dƣới dạng ảnh photo, và ảnh số thu đƣợc từ các bộ cảm trên vệ tinh và kỹ
nghệ radar, mà không cần tiếp xúc trực tiếp vào các vật và các hiện tƣợng đó.
Mặc dù có rất nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám, nhƣng mọi định nghĩa
đều có nét chung "Viễn thám là khoa học thu nhận thông tin về các thực thể, hiện
tƣợng trên Trái Đất từ xa".
Các loại viễn thám đƣợc sử dụng hiện nay:
- Viễn thám chủ động: là các thiết bị viễn thám trực tiếp tạo ra tín hiệu tới vật thể

và thu lại các sóng phản xạ từ đối tƣợng đó: viễn thám sóng radar…
- Viễn thám bị động : là các thiết bị thu nhận tín hiệu phổ phản xạ của các vật thể
do sự chiếu sáng của ánh sáng mặt trời hoặc chính bản thân đối tƣợng.
Trong viễn thám quang học, nguồn năng lƣợng chính là bức xạ mặt trời và ảnh
viễn thám nhận đƣợc dựa vào sự đo lƣờng năng lƣợng ánh sáng vùng khả kiến và
hồng ngoại đƣợc phản xạ từ vật thể và bề mặt trái đất.
Viễn thám sử dụng 4 tính chất cơ bản của bức xạ điện từ: tần số hay bƣớc sóng,
hƣớng lan truyền, biên độ và mặt phẳng phân cực để thu nhận thông tin từ đối
tƣợng.
Kỹ thuật viễn thám là kỹ thuật đa ngành, nó liên kết nhiều lãnh vực khoa học và
kỹ thuật khác nhau trong các công đoạn khác nhau: thu nhận thông tin, tiền xử lý

12


thơng tin, phân tích và giải đốn thơng tin, đƣa ra sản phẩm dƣới dạng bản đồ
chuyên đề và tổng hợp.
1.2.1.2. Ngun lí cơ bản của Viễn thám
Sóng điện từ đƣợc phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thơng tin
chủ yếu về đặc tính của đối tƣợng. Ảnh viễn thám cung cấp thông tin về các vật
thể tƣơng ứng với năng lƣợng bức xạ ứng với từng bƣớc sóng đã xác định. Đo
lƣờng và phân tích năng lƣợng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh viễn thám, cho phép
tách thơng tin hữu ích về từng lớp phủ mặt đất khác nhau do sự tƣơng tác giữa bức
xạ điện từ và vật thể.
Thông tin về năng lƣợng phản xạ của các vật thể đƣợc ảnh viễn thám thu nhận
và xử lí tự động trên máy hoặc giải đoán trực tiếp từ ảnh dựa trên kinh nghiệm của
chuyên gia. Cuối cùng, các dữ liệu hoặc thông tin liên quan đến các vật thể và hiện
tƣợng khác nhau trên mặt đất sẽ đƣợc ứng dụng vào trong nhiều lĩnh vực khác
nhau nhƣ: nơng lâm nghiệp, địa chất, khí tƣợng, mơi trƣờng…
Tồn bộ q trình thu nhận và xử lí ảnh viễn thám có thể chia thành 5 phần cơ

bản nhƣ sau:
- Nguồn cung cấp năng lƣợng.
- Sự tƣơng tác của năng lƣợng với khí quyển.
- Sự tƣơng tác với các vật thể trên bề mặt đất.
- Chuyển đổi năng lƣợng phản xạ từ vật thể thành dữ liệu ảnh.
- Hiển thị ảnh số cho việc giải đoán và xử lí.
Năng lƣợng của sóng điện từ khi lan truyền qua mơi trƣờng khí quyển sẽ bị các
phân tử khí hấp thụ dƣới các hình thức khác nhau tuỳ thuộc vào từng bƣớc sóng cụ
thể. Trong viễn thám, ngƣời ta thƣờng quan tâm đến khả năng truyền sóng điện từ
trong khí quyển, vì các hiện tƣọng và cơ chế tƣơng tác giữa sóng điện từ với khí
quyển sẽ có tác động mạnh đến thông tin do bộ cảm biến thu nhận đƣợc. Khí
quyển có đặc điểm quan trọng đó là tƣơng tác khác nhau đối với bức xạ điện từ có
bƣớc sóng khác nhau. Đối với viễn thám quang học, nguồn năng lƣợng cung cấp
chủ yếu là do mặt trời và sự có mặt cũng nhƣ thay đổi các các phân tử nƣớc và khí
(theo khơng gian và thời gian) có trong lớp khí quyển là ngun nhân gây chủ yếu
gây nên sụ biến đổi năng lƣợng phản xạ từ mặt đất đến bộ cảm biến. Khoảng 75%
năng lƣợng mặt trịi khi chạm đến lớp ngồi của khí quyển đƣợc truyền xuống mặt
đất và trong q trình lan truyền sóng điện từ ln bị khí quyển hấp thụ, tán xạ và
khúc xạ trƣớc khi đến bộ cảm biến. Các loại khí nhƣ oxy, nitơ, cacbonic, ơzơn,

13


hơinƣớc… và các phân tử lơ lửng trong khí quyển là tác nhân chính ảnh hƣỏng
đến sự suy giảm năng lƣọng sóng điện từ trong q trình lan truyền.

Hình 1.4. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật viễn thám

Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật viễn thám là dựa vào đặc trƣng phản xạ hay bức
xạ của các đối tƣợng tự nhiên tƣơng ứng với từng giải phổ khác nhau., thông qua

bộ cảm biến giá trị phản xạ phổ này sẽ đƣợc chuyển về giá trị số. Những thông tin
về đặc trƣng phản xạ phổ của các đối tƣợng tự nhiên sẽ cho phép các nhà chuyên
môn chọn các kênh ảnh tối ƣu, chứa nhiều thông tin nhất về đối tƣợng nghiên cứu,
đồng thời đây cũng là cơ sở để phân tích nghiên cứu các tính chất của đối tƣợng,
tiến tới phân loại chúng.
Để hiểu rõ cơ chế tƣơng tác giữa sóng điện từ và khí quyển và việc chọn phổ
điện từ để sử dụng cho việc thu nhận ảnh viễn thám, đặc điểm của dải phổ điện từ
thƣờng đƣợc sử dụng trong kỹ thuật viễn thám đƣợc thể hiện:
Bảng 1.1. Đặc điểm các dải phổ

14


1.2.2. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý (GIS)
1.2.2.1. Khái niệm
Hệ thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) là một tập hợp có
tổ chức, bao gồm hệ thống 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.
1.2.2.2. Các thành phần và chức năng của GIS
a. Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý (GIS)
Hệ thống thông tin địa lý gồm 5 bộ phận cấu thành:

Hình 1.5. Các thành phần của GIS

- Phần cứng: bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi.
- Phần mềm: là bộ não của hệ thống, phần mềm GIS rất đa dạng và có thể chia
làm 3 nhóm (nhóm phần mềm quản đồ họa, nhóm phần mềm quản trị bản đồ và
nhóm phần mềm quản trị, phân tích khơng gian).
- Dữ liệu: bao gồm dữ liệu không gian (dữ liệu bản đồ) và dữ liệu thuộc tính

(dữ liệu phi khơng gian). Dữ liệu khơng gian miêu tả vị trí địa lý của đối tƣợng
trên bề mặt Trái đất. Dữ liệu thuộc tính miêu tả các thông tin liên quan đến đối
tƣợng, các thông tin này có thể đƣợc định lƣợng hay định tính.
- Phƣơng pháp quản lý: một phần quan trọng để đảm bảo sự hoạt động liên tục
và có hiệu quả của hệ thống phục vụ cho mục đích của ngƣời sử dụng.
- Con ngƣời: Trong GIS, thành phần con ngƣời là thành phần quan trọng nhất
bởi con ngƣời tham gia vào mọi hoạt động của hệ thống GIS (từ việc xây dựng cơ
sở dữ liệu, việc tìm kiếm, phân tích dữ liệu …). Có 2 nhóm ngƣời quan trọng là
ngƣời sử dụng và ngƣời quản lý GIS.

15


b. Các chức năng của GIS
GIS có 5 chức năng chủ yếu:
- Thu thập dữ liệu: là cơng việc khó khăn và nặng nề nhất trong quá trình xây
dựng một ứng dụng GIS. Các dữ liệu đƣợc thu thập từ nhiều nguồn khác nhau nhƣ
dữ liệu đo đạc từ thực địa, dữ liệu từ các loại bản đồ, dữ liệu thống kê…
- Thao tác dữ liệu: vì các dữ liệu đƣợc thu thập từ nhiều nguồn có định dạng
khác nhau và có những trƣờng hợp các dạng dữ liệu địi hỏi đƣợc chuyển dạng và
thao tác theo một số cách để tƣơng thích với hệ thống. Ví dụ: các thơng tin địa lý
có giá trị biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (lớp dân cƣ trên bản đồ địa
chính đƣợc thể hiện chi tiết hơn trong bản đồ địa hình). Trƣớc khi các thơng tin
này đƣợc tích hợp với nhau thì chúng phải đƣợc chuyển về cùng một tỷ lệ (cùng
mức độ chi tiết hoặc mức độ chính xác). Đây có thể chỉ là sự chuyển dạng tạm
thời cho mục đích hiển thị hoặc cố định cho yêu cầu phân tích.
- Quản lý dữ liệu: là một chức năng quan trọng của tất cả các hệ thông tin địa
lý. Hệ thống thơng tin địa lý phải có khả năng điều khiển các dạng khác nhau của
dữ liệu đồng thời quản lý hiệu quả một khối lƣợng lớn dữ liệu với một trật tự rõ
ràng. Một yếu tố quan trọng của GIS là khả năng liên kết hệ thống giữa việc tự

động hóa bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu (sự liên kết giữa dữ liệu khơng gian và
thuộc tính của đối tƣợng). Các dữ liệu thông tin mô tả cho một đối tƣợng bất kỳ có
thể liên hệ một cách hệ thống với vị trí khơng gian của chúng. Sự liên kết đó là
một ƣu thế nổi bật của việc vận hành GIS.
- Hỏi đáp và phân tích dữ liệu: GIS cung cấp khả năng hỏi đáp, tìm kiếm, truy
vấn đơn giản “chỉ nhấn và nhấn” và các cơng cụ phân tích dữ liệu khơng gian
mạnh mẽ để cung cấp thông tin một cách nhanh chóng, kịp thời, chính xác, hỗ trợ
ra quyết định cho những nhà quản lý và quy hoạch.
- Hiển thị dữ liệu: GIS cho phép hiển thị dữ liệu tốt nhất dƣới dạng bản đồ hoặc
biểu đồ. Ngồi ra cịn có thể xuất dữ liệu thuộc tính ra các bảng excel, tạo các bản
báo cáo thống kê, hay tạo mơ hình 3D, và nhiều dữ liệu khác.
c. Ứng dụng của GIS
GIS hiện nay đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, cụ thể ở một số ngành
nhƣ sau:
- Khí tƣợng, thủy văn: Hệ thơng tin địa lý GIS có thể nhanh chóng đáp ứng
phục vụ cho các cơng tác dự báo thiên tai lũ lụt cũng nhƣ các công tác dự báo vị
trí của bão và các dịng chảy, dự báo tâm bão …

16


- Nơng nghiệp: GIS có thể phục vụ cho các công tác quản lý sử dụng đất,
nghiên cứu về đất trồng, có thể kiểm tra đƣợc nguồn nƣớc.
- Dịch vụ tài chính: GIS đƣợc ứng dụng trong việc xác định các chi nhánh mới
của ngân hàng…
- Y tế: Ứng dụng GIS trong quản lý bệnh dịch, GIS có thể dẫn đƣờng nó có thể
đƣa ra đƣợc lộ trình giữa xe cấp cứu và bện nhân cần cấp cứu qua đó giúp xe cấp
cứu có thể nhanh nhất đến với vị trí của bệnh nhân làm tăng cơ hội sống sót của
ngƣời bện, ngồi ra nó cịn đƣợc dùng trong nghiên cứu các dịch bệnh nó có thể
phân tích ngun nhân bùng phát và lan truyền của bệnh dịch.

- Giao thông: Ứng dụng GIS trong quy hoạch giao thông. Hệ thông tin địa lý
GIS có thể đƣợc ứng dụng trong định vị trong vận tải hàng hóa, cũng nhƣ việc xác
định lộ trình đƣờng đi ngắn nhất, cũng nhƣ việc quy hoạch giao thông.
1.2.3. Ứng dụng của Viễn thám trong xây dựng cơ sở dữ liệu
Công nghệ viễn thám là một phần của công nghệ vũ trụ, tuy mới phát triển
nhƣng đã nhanh chóng đƣợc áp dụng trong nhiều lĩnh vực và đƣợc phổ biến rộng
rãi ở các nƣớc phát triển. Công nghệ viễn thám đã trở thành phƣơng tiện chủ đạo
cho công tác giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng ở cấp độ từng nƣớc,
từng khu vực và trong phạm vi tồn cầu. Khả năng ứng dụng cơng nghệ viễn thám
ngày càng đƣợc nâng cao, đây là lý do dẫn đến tính phổ cập của cơng nghệ này.
Viễn thám là khoa học thu nhận, xử lý và suy giải các hình ảnh thu nhận từ trên
khơng của trái đất để nhận biết đƣợc các thông tin về đối tƣợng trên bề mặt trái đất
mà không cần tiếp xúc nó. Nhƣ vậy, viễn thám là phƣơng pháp thu nhận thông tin
khách quan về bề mặt trái đất và các hiện tƣợng trong khí quyển nhờ các máy thu
(sensor) đƣợc đặt trên máy bay, vệ tinh nhân tạo, tầu vũ trụ hoặc đặt trên các trạm
quỹ đạo. Công nghệ viễn thám có những ƣu việt cơ bản sau:
- Độ phủ trùm không gian của tƣ liệu bao gồm các thông tin về tài ngun, mơi
trƣờng trên diện tích lớn của trái đất gồm cả những khu vực rất khó đến đƣợc nhƣ
rừng nguyên sinh, đầm lầy và hải đảo.
- Có khả năng giám sát sự biến đổi của tài nguyên, môi trƣờng trái đất do chu
kỳ quan trắc lặp và liên tục trên cùng một đối tƣợng trên mặt đất của các máy thu
viễn thám. Khả năng này cho phép công nghệ viễn thám ghi lại đƣợc các biến đổi
của tài nguyên, môi truờng giúp công tác giám sát, kiểm kê tài nguyên thiên nhiên
và môi trƣờng.

17