Bài 2: BẢN ĐỒ VÀ PHÂN TÍCH BẢN ĐỒ docx

BẢN ĐỒ VÀ
BẢN ĐỒ VÀ
PHÂN TÍCH BẢN
PHÂN TÍCH BẢN
ĐỒ
ĐỒ
Bài 2

Bản đồ là nguồn dữ liệu chính của GIS

Một vài khái niệm cơ bản về bản đồ

Phân tích bản đồ

Các loại bản đồ và phương pháp xây dựng chúng

Bản đồ là gì?
Định nghĩa (theo International
Cartography Association):
Biểu diễn theo tỷ lệ (thông
thường trên mặt phẳng) các
lựa chọn đặc trưng vật chất
hay trừu tượng trên (hay liên
quan đến) bề mặt trái đất.

Bản đồ là gì?
•
Bản đồ trình diễn bề mặt trái
đất
–

khái niệm “map” trong toán
học được sử dụng để
truyền đạt ý niệm chuyển
đổi thông tin từ dạng này
sang dạng khác. Nhà bản
đồ học chuyển tải thông
tin từ bề mặt Trái đất lên
giấy.
–
khái niệm “map” đề cập
đến hiển thị trực quan các
thông tin trừu tượng, khái
quát hóa và biểu đồ.
•
Trừu tượng hóa bản đồ
–
Để tạo lập bản đồ, ta cần:
Chọn vài đặc trưng của
thế giới thực để biểu
diễn;Phân lớp các đặc
trưng thành nhóm;
Đơn giản hóa các
đường khúc khuỷu;
Khuyếch đại các đặc
trưng quá nhỏ và
biểu tượng hóa các
lớp đặc trưng khác
nhau.

Bản đồ có từ bao giờ?

Bản đồ bằng đất, Iraq,
khoảng 2500 B.C.
Bản đồ trên lụa, thời nhà
Hán, TQ, thế kỷ thứ 2 B.C.

Bản đồ có từ bao giờ?
Bản đồ trên giấy, Aicập
khoảng năm 150
A.D.
Bản đồ quân sự, Châu Âu,
18
th
century

Các loại bản đồ
•
Trong thực tế thường
gặp hai loại bản đồ
sau:
–
bản đồ chuyên đề -
công cụ giao tiếp
các khái niệm địa lý
như: phân bổ mật
độ dân số, khí hậu,
vận động của luồng
chảy, sử dụng đất
Deaths from Cholera in London, Summer
1866 (19th July to 2nd October)
Dr. John Snow, Soho

Bản đồ địa hình
bản đồ địa hình
“topography” là công
cụ tham chiếu, thể
hiện đường biên của
các đặc trưng tự
nhiên hay nhân tạo
trên Trái đất
Thường sử dụng làm
nền cho các thông tin
khác
Đề cập đến hình dạng
bề mặt, biểu diễn
bằng đường đẳng thế
hay tô bóng; nó còn
thể hiện đường quốc
lộ, sông ngòi hay các
đặc trưng nổi bật khác

Đặc tính bản đồ
Bản đồ có các đặc tính sau:
–
nó thường là cách điệu hóa, khái quát hóa/trừu
tượng hóa cho nên phải diễn giải thận trọng
–
thường là cũ
–
chỉ thể hiện tình huống tĩnh
–

có tính mỹ thuật, tao nhã
–
dễ trả lời câu hỏi như
•
từ đây đi đến kia như thế nào? cái gì có ở điểm
này?
–
khó trả lời các câu hỏi như
•
diện tích của hồ này?

Các phép chiếu bản đồ
•
Mặt cong Trái đất thể hiện trên giấy phẳng
sẽ bị méo mó
–
Khi thể hiện vùng nhỏ thì biến dạng ít, ngược
lại với toàn bộ bề mặt Trái đất thì biến dạng
nhiều nhất.
•
Chiếu bản đồ là phương pháp biểu diễn mặt
cong Trái đất trên mặt phẳng
–
Đòi hỏi sử dụng các biến đổi toán học giữa
vị trí Trái đất và vị trí chiếu trên mặt phẳng.
•
Có nhiều phép chiếu được phát minh để phù
hợp với mục đích sử dụng cụ thể.

Phép chiếu hình trụ và hình nón,

phương vị



Các phép chiếu bản đồ
•
Tổng quát thì một phép chiếu sẽ thuộc một trong các
nhóm sau:
–
Phép chiếu đồng diện tích
–
Phép chiếu đồng góc
–
Phép chiếu đồng khoảng cách
–
Phép chiếu tự do
Gauss
UTM

Xếp chồng bản đồ
Đường dẫn nước
Huyện
Chồng phủ

Kiểm kê và phân tích bằng bản đồ
•
Dưới đây là vài thí dụ về ứng dụng GIS vào kiểm kê, phân tích.
•
Đo đạc đất sử dụng
–

Hai cuộc điều tra đất sử dụng tại UK vào 1930 và 1960
•
Kết quả đã được in trên bản đồ
•
Để so sánh thay đổi đất sử dụng đất giữa 1930 và 1960 thì diện
tích mỗi vùng đã được đo đạc bằng tay và đếm các điểm phủ nhau
của bản đồ giấy bóng.
–
Phương pháp trên cho kết quả hạn chế vì chậm và là việc làm căng
thẳng.
•
Kiến trúc tổng thể
–
1969 I. McHarg đã sử dụng xếp chồng bản đồ giấy bóng để thiết kế
đường cao tốc, hành lang phát thanh truyền hình và các công trình
công cộng
–
Mặc dù kỹ thuật này đã được sử dụng nhiều trong các ứng dụng trước
đây, nhưng phương pháp này là công việc rất khó khăn và ít chính
xác.

Sử dụng bản đồ để làm gì?
•
Truyền thống: bản đồ sử dụng để dẫn đường, tài liệu tham chiếu và trang
trí trên tường
•
Ngày nay: bản đồ có các nhiệm vụ sau đây.
–
Hiển thị dữ liệu: Cung cấp cách thức hữu hiệu để hiển thị thông tin
–

Lưu trữ dữ liệu: Là công cụ lưu trữ hiệu quả, mật độ cao
•
thông thường bản đồ 1:50,000 chứa 1,000 tên vị trí
•
VD: Thông tin trên bản đồ địa hình của toàn bộ nước Anh tỷ lệ
1:50,000 đòi hỏi 150 GBytes dạng số
–
Chỉ số không gian: Bản đồ thể hiện đường biên vùng và vùng được
nhận biết bằng nhãn
–
Công cụ phân tích dữ liệu: Trong phân tích, bản đồ được sử dụng để
•
lập và kiểm chứng các giả thuyết, thí dụ nhận biết các vùng bị ung
thư
•
khảo sát quan hệ giữa các phân bổ bằng xếp chồng

GIS và bản đồ học máy tính
–
Bản đồ học máy tính có
mục tiêu chính là sản
xuất bản đồ
•
Hệ thống có các công
cụ bố trí bản đồ, xếp
đặt nhãn, thư viện
biểu tượng và font,
giao diện cho các thiết
bị ra chất lượng cao
và giá cả cao.

–
Tuy nhiên nó không phải
là công cụ phân tích, để
làm được việc này cần
phải dử dụng GIS

So sánh GIS với bản đồ giấy
•
Lưu trữ dữ liệu
–
Dữ liệu không gian lưu trữ trong GIS cho phép xâm nhập nhanh phục
vụ mục tiêu truyền thống và mục tiêu mới.
–
Bản chất của bản đồ tạo ra khó khăn khi sử dụng nó làm nguồn dữ liệu
•
Phần lớn GIS không quan tâm đến sự khác nhau giữa các bộ dữ
liệu phát sinh từ các bản đồ có tỷ lệ khác nhau
•
Cách diễn đạt trong bản đồ trở nên cứng nhắc
–
Tuy nhiên, bản đồ là cách tuyệt vời để tổ hợp thông tin không gian
•
bản đồ có thể được thiết kế để dễ dàng chuyển đổi sang dạng số:
máy quyét có thể phân biệt các màu khác nhau trên bản đồ
–
Đồng thời, bản đồ sản xuất bằng GIS sẽ rẻ, mật độ lưu trữ thông tin
cao.
•
Lập chỉ số cho dữ liệu
–

GIS thực hiện tốt chức năng này vì nó thường có khả năng tìm kiếm
hiệu quả

So sánh GIS với bản đồ
•
Các công cụ phân tích dữ liệu
–
GIS là công cụ mạnh để phân tích dữ liệu
•
Không còn trở ngại trong việc đo đạc nhanh, chính xác diện tích
hay xếp chồng bản đồ
•
Nhiều kỹ thuật phân tích không gian có sẵn trong GIS
•
Công cụ hiển thị dữ liệu
–
Hiển thị bằng điện tử có nhiều lợi thế hơn so với hiển thị trên giấy
•
khả năng duyệt toàn bộ bản đồ, không bị gián đoạn bởi các trang
giấy bản đồ
•
Khả năng thay đổi tỷ lệ và zoom tùy ý
•
Khả năng thể hiện dữ liệu phụ thuộc theo thời gian
•
Hiển thị 3D theo góc nhìn tùy ý
•
Có khả năng thay đổi tùy ý màu hay cường độ màu liên tục khi
trình diễn

Lập bản đồ chuyên đề
•
Lập bản đồ chorochromatic (vùng
mầu): bản đồ chorochromatic
(tiếng Hy lạp: choros - vùng,
chroma – màu) biểu diễn các
giá trị (tôn giáo, ngôn ngữ) vùng
thông qua các màu khác nhau.
Sử dụng các màu cùng gam
hay các mẫu đen trắng khác
nhau nhưng có độ sáng tối
tương tự.
–
Để tránh nhầm lẫn số người nói
tiếng Anh và bản ngữ như nhau
vì hai vùng có diện tích gần
bằng nhau ta phải vẽ thêm biểu
đồ cho bản đồ
20 Triệu
Bản ngữ
Tiếng Anh
Không người ở
1 Tr
Vùng ngôn ngữ
(Australia)

Lập bản đồ giá trị vùng
•
Bản đồ giá trị vùng:sử dụng vùng
để biểu diễn giá trị.

–
Màu hay độ xám để biểu
diễn cấp bậc hay thứ tự dữ
liệu. Màu càng xám cường
độ hiện tượng càng cao.
–
Hai loại bản đồ giá trị vùng:
•
bản đồ mật độ điểm
•
bản đồ tỷ lệ dữ liệu thống
kê
70
20
50
30
30
13
70/6
20/6
50/6
30/4
30/7
13/10
0-5
5-10
10-15
a) Giá trị
b) Tỷ lệ
c) Phân lớp

d) Choropleth

Tiến trình xây dựng bản đồ vùng giá trị:

Bắt đầu từ giá trị tuyệt đối (thí dụ: tổng số bác sỹ)

xây dựng quan hệ với giá trị tuyệt đối khác (thí dụ: tổng số bệnh viện)

Phân nhóm các tỷ số trên thành lớp. Số lớp giới hạn bởi tổng số độ xám của
màu có thể biểu diễn

Tô màu hay độ xám tương ứng cho các vùng bản đồ

Lập bản đồ vùng giá trị
•
Bản đồ vùng giá trị là loại bản đồ được sử dụng
nhiều nhất, đặc biệt dành cho dữ liệu kinh tế-xã
hội
Bản đồ mật độ điểm
(density map)

Lập bản đồ isoline
•
Bản đồ đồng mức (Hy lạp: iso-bằng
nhau) biểu diễn dữ liệu cho các hiện
tượng phân tán liên tục.
•
Trình tự xây dựng bản đồ
–
đo đạc các điểm giá trị, thí dụ

đo đạc lượng mưa hàng năm,
sau đó phân thành lớp
–
vẽ đường đồng mức bằng nội
suy. Thí dụ đường 70 đi gần 73
hơn 65.
–
Tô màu các vùng hình thành từ
các đường đồng mức để nhận
thức nhanh hơn.
30-40
40-50
50-60
60-70
70-80
80-90
90-100

Lập bản đồ cho dữ liệu tên điểm
•
Trong bản đồ điểm dữ liệu tên thì
các vị trí điểm dữ liệu được biểu
diễn bằng các biểu tượng tượng
trưng có hình dáng, hướng hay
màu khác nhau
•
Hai loại hay được sử dụng
–
hình dạng (figurative) để
nhận biết nhanh đặc trưng

–
hình học (geometrical) dành
cho các hiện tượng trừu
tượng
•
Bản đồ loại này sử dụng cho
khách du lịch và học sinh phổ
thông










Lập bản đồ biểu tượng cấp bậc
•
Bản đồ biểu tượng cấp bậc
được vẽ cho dữ liệu rời rạc
của điểm hay vùng.
•
Hai cách biểu diễn biểu
tượng cấp bậc:
–
Tổng số biểu tượng khác
nhau biểu diễn giá trị khác
nhau Giá trị khác nhau

được biểu diễn bởi các
biểu tượng có kích thước
khác nhau

Lập bản đồ Diagram
•
Bản đồ biểu đồ sử dụng
biểu đồ để so sánh dữ liệu
và biểu diễn xu thế theo
thời gian của dữ liệu điểm
hay vùng
•
Các loại biểu đồ hay được
sử dụng
–
biểu đồ đường
–
đồ thị thanh (graph)
–
biểu đồ biểu tượng vùng
(đồ thị hình quạt)
1,2 tỷ
0,6 tỷ
0,12 tỷ

Bề mặt thống kê
•
Bề mặt thống kê được xây dựng cho các dữ
liệu phân bổ liên tục trong vùng
•

Chỉ quan tâm đến bề mặt “nhấp nhô” của khối
không gian
•
Nếu các thuộc tính được đo tại điểm hay dọc
theo đường hay biên vùng tỷ lệ với chiều cao
thì ta có thể hình thành bề mặt thống kê