Bài giảng hệ thống thông tin địa lý (GIS) chương 3 cấu trúc dữ liệu GIS

HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)
(CH3 – CẤU TRÚC DỮ LIỆU GIS)
Phan Trọng Tiến
Bộ môn Công nghệ phần mềm – Khoa CNTT
Học Viện Nông nghiệp Việt Nam
Website:
Email:

Mục tiêu
Giới thiệu các mơ hình dữ liệu trong GIS
Sau bài học này sinh viên có thể:
q  Mơ tả mơ hình dữ liệu Vector và cho ví dụ
q  Mơ tả mơ hình dữ liệu Raster và cho ví dụ
q  Mơ tả mơ hình dữ liệu TIN
q  Giải thích “topology”
q  Mơ tả các định dạng chính sử dụng trong GIS

Cấu trúc dữ liệu GIS

2

1


Các đối tượng đồ họa
q Các đối tượng hiển thị trên bản đồ được gọi là

các đối tượng đồ họa hay các đối tượng.
q  Các đối tượng có thể là tự nhiên hoặc do con

người tạo ra nó.

Cấu trúc dữ liệu GIS

3

Các đối tượng đồ họa
q Vectors
q Points hoặc Nodes
q Lines hoặc Arcs
q Polygons
q Raster Cells hoặc Pixels
q Images
q Digital Orthophotography

Cấu trúc dữ liệu GIS

4

2


Các loại dữ liệu GIS
q  Images
q  Vector
q  Raster (GRID)
q  Attributes
q  TIN (Triangulated

Irregular Network)
q  Annotation

© Paul Bolstad, GIS Fundamentals

Cấu trúc dữ liệu GIS

5

Các loại dữ liệu GIS

Cấu trúc dữ liệu GIS

© Paul Bolstad, GIS Fundamentals
6

3


Dữ liệu khơng gian
•  RASTER

•  VECTOR

•  Thế giới thực
Source: Defense Mapping School
Agency
Cấu trúc dữ liệu GIS National Imagery and Mapping
7

Các bản đồ điện tử ở hai định dạng Raster và
Vector

Cấu trúc dữ liệu GIS

8

4


Các nguồn dữ liệu Raster
Ảnh máy bay

Ảnh vệ tinh
Các bản đồ quét
Cấu trúc dữ liệu GIS

9

Ảnh số trực giao (Digital Orthophotography)
q  Một ảnh được qt, dùng

các cơng cụ tốn học sửa, bỏ
đi, dịch chuyển để có được
hiệu quả mong muốn đó là
các đối tượng ln hiển thị
vng góc với mặt đất.
q  Ảnh trực giao cho ta ảnh
giống như hiện trạng của
trái đất.

Image

Copyright 1993 Nassau County, NY

Cấu trúc dữ liệu GIS

10

5


Các bản đồ dạng Raster (images)
q  Thiết lập bởi màu sắc của các pixel
q  Cách đơn giản một mảng các pixel

được xếp theo các hàng và các cột

q  Các Pixel là được tô màu, nhưng

không miêu tả các đối tượng một
cách rõ ràng

q  Rasters có thể có giá trị đi kèm.

Source: Defense Mapping School
National Imagery and Mapping Agency
Cấu trúc dữ liệu GIS

11

Đặc điểm của Raster
q  Trông giống trang bản đồ giấy

q  Giá thành rẻ và dễ sản xuất
q  Chạy dễ dàng trên PC
q  Có sẵn mọi nơi.
q  Nhược điểm:
q  Mốc tính tốn có hoặc khơng
theo hệ tọa độ WGS84
q  Khơng cho phép tự động loại bỏ
chế độ nền hay sự trợ giúp phân
tích của máy tính.
q  Lưu trữ khơng hiệu quả

Source: Defense Mapping School
Agency
Cấu trúc dữ liệu GIS National Imagery and Mapping
12

6


Dữ liệu dạng Vector
q Một cách lưu trữ thông

minh dữ liệu GIS, ở đó các
đối tượng thế giới thực
được miêu tả bằng các
điểm (Point), đường (Line)
và vùng (Polygone). Một
đối tượng được miêu tả
bởi các thuộc tính và các
tọa độ.

q Ví dụ:
q Các bản đồ số hóa
q Dữ liệu GIS
Source: Defense Mapping School
Agency
Cấu trúc dữ liệu GIS National Imagery and Mapping
13

Liên kết các thuộc tính và đồ họa
q  Trong GIS chứa thông

tin. GIS kết hợp bản đồ
với hệ quản trị cơ sở dữ
liệu. Vì vậy khi phân tích
dữ liệu khơng gian chỉ
cần “click” trên đối
tượng địa lý và tìm thơng
tin về nó. Hoặc có thể
truy vấn trong database
để tìm thơng tin về tất
các các đối tượng thỏa
mãn điều kiện lọc.
q  Thông tin về một đối
tượng GIS được gọi là
thuộc tính (attribute)

Cấu trúc dữ liệu GIS

14

7


Liên kết các thuộc tính với đồ họa
q  Trong ví dụ

này, người
dùng truy
vấn chọn ra
tất cả các
thuộc tính mà
được phân
loại các gia
đình = 210,
và các vùng
tìm thấy có
màu đỏ

15

Cấu trúc dữ liệu GIS

Dữ liệu Vector được phân lớp
••

2 •
•
•
•
Lake • 4

•
•
7
6
••
1

5

Features:
Line
Points:
Connected
Detached
Area
Text

Spatial Data Analysis

30
040

30’ N
40’ E

30
040

30’ N
50’ E

Dữ liệu GIS đặt riêng biệt trên các theme

Network Analysis

Source: Defense Mapping School
National Imagery and Mapping Agency
Cấu trúc dữ liệu GIS
16

8


Sự thay đổi về mơ hình
q Có thể nhìn thấy sự khác

nhau giữa bản đồ giấy và
bản đồ số (phụ thuộc vào
phần mềm)
q Database cho phép truy
vấn và chọn các layer
q Phóng to các chi tiết
q Phức tạp, đắt tiền và tốn
nhiều thời gian để làm ra
sản phẩm
Source: Defense Mapping School
National Imagery and Mapping Agency
17

Cấu trúc dữ liệu GIS

Các mơ hình dữ liệu Raster và Vector

Real World
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
G
B
G G
B
B
BG G
B G G
B G
BK
B
G
B B
B
B

Miêu tả Raster

600
Trees

500
400
Y-AXIS

Trees

300
House
200
River
100
100 200

300 400 500
X-AXIS

600

Miêu tả Vector
Source: Defense Mapping School
National Imagery and Mapping Agency
Cấu trúc dữ liệu GIS
18

9


Mơ hình dữ liệu Vector
Dữ liệu GIS được lưu trữ trong các lớp riêng biệt
như Point, Line, Polygon

Cấu trúc dữ liệu GIS

Cấu trúc dữ liệu GIS

19

20 Fundamentals
© Paul Bolstad, GIS

10