Cơ sỡ dữ liệu và thông tin địa lý GIS pot

TRNG I HC KiN TRÚC HÀ NI
B
ÁO CÁO NGHIM THU GIÁO TRÌNH
C S D LIU &
H THNG THÔNG TIN A LÝ GIS.
TÁC GI: PHM HU C
LI CM N.
Tác giả chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Dự án Quản lý đô thị ở Việt Nam,
tròng Đại học Tổng hợp Montreal - Canada, trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội
đã tạo điều kiện thuận lợi để ra đời cuốn giáo trình này.
Cảm ơn Giáo s Franỗois Charbonneau, Ph. D. đã góp ý cho việc xây dựng đề
cơng cuốn giáo trình.
Cảm ơn Tiến sỹ KTS Phạm Khánh Toàn đã cùng Tác giả tìm kiếm tài liệu và
góp ý kiến cho việc biên soạn.
H Ni, thỏng 6 nm 2005
NI DUNG GIÁO TRÌNH
LI NÓI U.
PHN NI DUNG.
Chng 1: Nhng khái nim c bn v h thông tin đa lý và h quy chiu không gian - (16/192)
1.1. Khái nim v thông tin đa lý (Geographical Infomation).
1.2. Khái nim v bn đ
1.3. Khái nim v h thông tin đa GIS.
1.4. Quan h gia GIS và các ngành khoa hc khác.
1.5. Nhng ng dng ca GIS.
Chng 2: Mô hình hoá trái đt. - (15/192)
2.1. Ba phng pháp mô t trái đt.
2.2. Mô hình hoá b mt.
2.3. Mô hình hoá bng hình nh hay d liu tiêu bi
u.
2.4. Mô hình hoá các đi tng riêng r.
2.5. So sánh 3 phng pháp biu din không gian.

Chng 3: cu trúc d liu thông tin đa lý. - (31/192)
3.1. Cu trúc chung ca c s d liu thông tin đa lý.
3.2. Tin trình ca các kiu d liu đa lý.
3.3. C s d liu đa lý, lu gi d liu đa lý
3.4. i tng (feature) trong mô hình d liu hng đi tng.
3.5. S cung cp ca d li
u đa lý.
3.6. Truy cp d liu đa lý.
3.7. Xây dng nhng mô hình d liu.
3.8. Hng dn s dng biu đ đi tng theo ngôn ng mô hình hp nht UML.
3.9. Nhng xu hng công ngh.
NI DUNG (Tip theo)
Chng 4: H qun tr d liu Microsoft Access. - (24/192)
4.1. Nhng khái nim c s.
4.2. Thc hin các công vic vi Microsoft Access4
4.3. Lp Bng - Table.
4.4. Lp mi quan h - Relationship.
4.5. To Biu mu - Form.
4.6. Lp Báo cáo (Reports).
4.7. To nhãn th (Mailing Labels) bng các s dng Wizard
Chng 5: S dng phn mm Mapinfo 6 đ xây dng GIS. - (78/192)
5.1.Gii thiu phn mm MapInfo Professional
5.2.nh ngha bn đ theo MapInfo
5.3. Trình bày d
liu.
5.4. Các lp bn đ.
5.5. M files trong MapInfo.
5.6. t thông tin lên bn đ.
5.7. La chn.
5.8. Làm nhãn cho bn đ

5.9. Làm vic vi ca s dàn trang (Layouts Windows)
5.10. S dng bn đ chuyên đ đ phân tích.
5.11. Phân đa ht - Redistricting.
5.12. To và chnh sa đi tng.
5.13. To vùng đm (Buffering).
5.14. Quan h gia MapInfo vi các phn mm khác.
5.15. Qun lý công c (Tool Manager)
5.16. Phát hành bn đ trên Web
5.17. Liên kt nóng (HotLingking) các đi tng.
5.18. Trình duy
t MetaData.
5.19. Bn đ không gian ba chiu (3DMap)
MC TIÊU CN T C CA TNG CHNG
Mc tiêu ca chng 1:
 Phân bit đc thông tin đa lý và h thông tin đa lý. nh ngha GIS.
 Hiu đc th nào là thông tin không gian và thông tin thuc tính.
Chng 1: Nhng khái nim c bn v h thông tin đa lý và h quy chiu không gian
1.1. Khái nim v thông tin đa lý (Geographical Infomation).
1.2. Khái nim v bn đ
1.3. Khái nim v h thông tin đa GIS.
1.4. Quan h gia GIS và các ngành khoa hc khác.
1.5. Nhng ng dng ca GIS.
Mc tiêu ca chng 2:
 Nm đc 3 mô t trái đt, các trng hp áp dng cho tng phng pháp.
Chng 2: Mô hình hoá trái đt.
2.1. Ba phng pháp mô t trái đt.
2.2. Mô hình hoá b mt.
2.3. Mô hình hoá bng hình nh hay d liu tiêu biu.
2.4. Mô hình hoá các đi tng riêng r.
2.5. So sánh 3 phng pháp biu din không gian.

Mc tiêu ca chng 3:
 Hiu đc các ngun cung cp d liu đa lý. Các phn mm c bn phc v vic to ra d liu đa lý.
 Liên kt d liu t nhiu ngun (không gian và thuc tính)
 Nm đc cu trúc ca d liu thông tin đa lý, đc xp đt nh th nào trong máy tính ca mình
 Cu trúc nào là cu trúc tiên tin nht hin nay. Cu trúc nào đc dùng phù hp vi điu kin hin ti ca nc ta.
 Nhng thông tinGIS đc xp đt theo các th mc (folders) trong máy tính ca chúng ta nh th nào.
Chng 3: cu trúc d liu thông tin đa lý.
3.1. Cu trúc chung ca c s d liu thông tin đa lý.
3.2. Tin trình ca các kiu d liu đa lý.
3.3. C s d liu đa lý, lu gi d liu đa lý
3.4. i tng (feature) trong mô hình d liu hng đi tng.
3.5. S cung cp ca d liu đa lý.
3.6. Truy cp d liu đa lý.
3.7. Xây dng nhng mô hình d liu.
3.8. Hng dn s
dng biu đ đi tng theo ngôn ng mô hình hp nht UML.
3.9. Nhng xu hng công ngh.
MC TIÊU CN T C CA TNG CHNG (Tip theo)
Mc tiêu ca chng 4:
 Hiu bit th nào là c s d liu. C s d liu quan h.
 Thc hin đc mt c s d liu cho mc đích qun lý ca c quan bng Microsoft Access.
 Yêu cu thc hành đt lên hàng đu.
Chng 4: H qun tr d liu Microsoft Access.
4.1. Nhng khái nim c s.
4.2. Thc hin các công vic vi Microsoft Access4
4.3. Lp Bng - Table.
4.4. Lp mi quan h - Relationship.
4.5. To Biu mu - Form.
4.6. Lp Báo cáo (Reports).
4.7. To nhãn th (Mailing Labels) bng các s dng Wizard

Mc tiêu ca chng 5:
 S dng đc phn mm MapInfo đ xây dng GIS.
 Xây dng đc GIS theo mc đích ca c quan.
 Yêu cu thc hành đt lên hàng đu.
Chng 5: S dng phn mm Mapinfo 6 đ xây dng GIS.
5.1.Gii thiu phn mm MapInfo Professional
5.2.nh ngha bn đ theo MapInfo
5.3. Trình bày d liu.
5.4. Các lp bn đ.
5.5. M files trong MapInfo.
5.6. t thông tin lên bn đ.
5.7. La chn.
5.8. Làm nhãn cho bn đ
5.9. Làm vic vi ca s dàn trang (Layouts Windows)
5.10. S dng bn đ chuyên đ đ phân tích.
5.11. Phân đa ht - Redistricting.
5.12. To và chnh sa đi tng.
5.13. To vùng đm (Buffering).
5.14. Quan h gia MapInfo vi các phn mm khác.
5.15. Qun lý công c (Tool Manager)
5.16. Phát hành bn đ trên Web
5.17. Liên kt nóng (HotLingking) các đi tng.
5.18. Trình duyt MetaData.
5.19. Bn đ không gian ba chiu (3DMap)
Chng 1: Nhng khỏi nim c bn v h thụng tin a lý & h quy chiu
khụng gian
Khái niệm về bản đồ và lớp bản đồ
Tổ hợp dữ liệu đa lý, dân số, tuổi thọ,
chất lợng nớc, tốc độ tăng trởng.
Tuổi thọ, chất lợng nớc,

tăng dân số ở Nam Mỹ
Bản đồ thứ nhất các nớc châu
Âu, bản đồ thứ hai các nớc sử
dụng đồng tiền chung Châu Âu
Khái niệm về Hệ thông tin địa lý
Hệ thông tin địa lý GIS bao gồm 5 thành
phần:
1 - Những con ngời đợc đào tạo
(People).
2 - Dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc
tính (Data),
3 - Phơng pháp phân tích (analysis),
4 - Phần mềm tin học (Software) và
5 - Phần cứng máy tính (Hardware)
Tất cả đợc kết hợp, tổ chức, tự động
hoá, điều hành, cung cấp thông tin thông
qua sự diễn tả địa lý
Các bộ phận của hệ
thông tin địa lý GIS
Vị trí của hệ thông tin địa lý trong hệ thông tin chung
Hệ thông tin
Hệ thông tin phi hình học (Kế
toán, Quản lý Nhân sự )
Hệ thông tin không
gian
Hệ thông tin địa lý
(GIS)
Các hệ thông tin
không gian khác
(CAD/CAM, )

Các hệ thống GIS
khác (Kinh tế Xã hội,
Dân số )
Hệ thông tin đất đai
(LIS)
Hệ thông tin địa
chính
Hệ thống thông tin quản lý đất
sử dụng (Rừng, Lúa )
Ch−¬ng 2: M« h×nh ho¸ tr¸i ®Êt
C¸c ®èi t−îng vector
¶nh Raster
Ba ph−¬ng ph¸p m« t¶ bÒ mÆt tr¸i ®Êt
B¶n ®å c¸c mÆt tam gi¸c
So sánh 3 phơng pháp biểu diễn không gian.
Dữ liệu vector Dữ liệu Raster Dữ liệu tam giác TIN
Hình 2 trang 58
Modeling our World
Hình 3 trang 58
Modeling our World
Mục
tiêu
ứng
dụng
Dữ liệu vector nhằm mô hình
hoá các đối tợng địa lý riêng
rẽ có hình dạng chính xác và
có biên giới.
Dữ liệu raster nhằm mô hình
hoá các yếu tố địa lý liên tục

và các hình ảnh trên mặt đất.
Tam giác TIN có hiệu quả
khi biểu diễn bề mặt, có
thể biểu thị độ cao và
những tính chất khác nữa
ví dụ nh sự tập trung.
Nguồn
dữ liệu
Chyển đổi từ không ảnh
Tập hợp từ dữ liệu GPS.
Số hoá từ bản đồ vẽ tay.
Vẽ trên bản đồ raster.
Vector hoá từ dữ liệu raster.
Vẽ đờng đồng mức từ bản vẽ
TIN.
Biến đổi từ dữ liệu trắc địa.
Nhập từ bản vẽ CAD
Chụp ảnh từ vệ tinh và từ
máy bay.
Chuyển đổi từ dữ liệu TIN.
Raster hoá từ dữ liệu vector
Scan (quét ảnh) bản vẽ, từ
ảnh chụp.
Biên dịch từ dữ liệu không
ảnh.
Thu thập từ dữ liệu GPS.
Nhập các điểm với độ cao.
Chuyển đổi từ đờng đồng
mức của dữ liệu vector.
Lu

giữ
không
gian
Điểm đợc lu giữ với toạ độ
X,Y. Đờng đợc lu nh
tuyến nối tiếp các điểm có toạ
độ X,Y. Đa giác đợc lu nh
một đờng khép kín.
Từ gốc toạ độ ở góc trái dới
cùng của raster theo chiều
rộng và chiều cao, các điểm
ảnh (cell) đợc xác định
theo cị trí hàng và cột.
Mỗi nút của mạng TIN có
giá trị toạ độ X,Y.
Mô tả
đối
tợng
Điểm biểu diễn các đối tợng
nhỏ. Đờng biểu diễn các đối
tợng có chiều dài nhng bề
rộng hẹp. Đa giác biểu diễn
các đối tợng trải rộng.
Đối tợng điểm đợc biểu
diễn bằng một cell. Đờng
đợc biểu diễn bằng một
loạt các điểm kề liền có
cùng giá trị. Đa giác biểu thị
bằng một vùng các cell có
cùng giá trị.

Các giá trị Z của các điểm
xác định hình dạng của
mặt. Các đờng gián đoạn
biểu thị sự thay đổi trên bề
mặt ví dự nh suối, vv
Liên
kết
topo
Đờng lu giữ vệt liên kết các
nút. Đa giác lu gữ các đa giác
hai bên của đờng.
Những cell bên cạnh nhanh
chóng đợc định vị bằng
lợng tăng giảm giá trị hàng
và cột.
Mỗi tam giác đợc liên kểt
với những tam giác khác
bên cạnh nó.
Phân
tích
địa lý
Che phủ bản đồ hình học
(topological map overlay).
Vùng đệm (buuffer) và sự cận
kề.
Đa giác mờ chồng và che phủ.
Vấn tin không gian và logic.
Địa chỉ mã hoá địa lý.
Phân tích mạng.
Sự trùng hợp không gian.

Sự cận kề.
Phân tích bề mặt.
Sự phát tán.
đờng đi ngắn nhất.
Độ cao, độ dốc, hớng.
Đờng đồng mức lấy ra từ
bề mặt.
Mặt cắt dọc theo đờng
Phân tích hiển thị những
yếu tố không nhìn thấy
đợc.
Kết
xuất
Dữ liệu vector là cách tốt nhất
để vẽ hình dạng chính xác các
đối tợng địa lý. Nhng không
Dữ liệu raster là tốt nhất khi
thể hiện hình ảnh và các đối
tợng với thuộc tính biến đổi
Dữ liệu tam giác TIN là tốt
nhất cho việc biểu thị
phong phú bề mặt. Có thể
Chơng 3: Cấu trúc dữ liệu thông tin địa lý
Cách tiếp cận lớp (layer) biểu diễn dữ liệu không gian
Layer đợc nhiều công nghệ phần mềm GIS lựa chọn, trong đó
nổi tiếng nhất là Viện nghiên cứu hệ thống môi trờng
(EnvironmentalSystem Reseach Institute, Inc, (ESRI)).
Cách tiếp cận hớng đối tợng
Thế gới thực đợc mô hình hoá nh một tập hợp của các đối tợng đợc
nhóm lại với nhau trong các lớp (classes) và có các loại khác nhau của

các mối quan hệ giữa chúng.
Cần phải phân biết lớp (layer) với thuật ngữ lớp (class). Tổ chức cơ sở
dữ liệu hoà trộn các nguyên tắc của cả mô hình tầng bậc và mô hình
mạng. Mọi đối tợng trong cùng một class chia sẻ một tập hợp các thuộc
tính, đó là đặc tính và phơng thức.
ESRI làngời tiên phong trong cách tiếp cận này
Chơng 3: Cấu trúc dữ liệu thông tin địa lý (tiếp theo)
Mô hình dữ liệu CAD (The CAD Data Model).
Vào những năm 60 và 70 của thế kỷ XX, với phần cứng máy tính và phần
mềm xây dựng bản đồ tinh xảo đã cho những bản đồ với mức độ trung thực
cao.
Một lợng thông tin ít ỏi về thuộc tính đợc giữ trong những files này; Các
lớp (layer) bản đồ và nhãn chú giải là biểu diễn ban đầu của thuộc tính.
Mô hình dữ liệu kết hợp (The Coverage Data Model).
Năm 1981 ESRI giới thiệu phần mềm GIS thơng phẩm đầu tiên của họ - ArcInfo
Dữ liệu không gian đợc kết hợp với dữ liệu thuộc tính.
Quan hệ hình học giữa các đối tợng vector đợc lu giữ.
Mô hình dữ liệu kết hợp
Chơng 3: Cấu trúc dữ liệu thông tin địa lý (tiếp theo)
Mô hình dữ liệu cơ sở dữ liệu địa lý (The Geodatabase Data Model).
ArcInfo 8 đa vào mô hình dữ liệu mới - mô hình dữ liệu hớng đối tợng
Mô hình dữ liệu cơ sở dữ liệu địa lý mang mô hình dữ liệu vật thể gắn bó với mô hình
dữ liệu logic
Cho phép ta thực hiện phần lớn ứng xử theo ý muốn, không cần phải viết bất kỳ một
mã (code) nào. Phần lớn những ứng xử đợc thực hiện thông qua domain (Lĩnh vực).
Mục đích sử dụng đất
Luật lệ ràng buộc
Sự xếp đặt tự nhiên
Sự xếp đặt hợp logic Quan hệ hình học Quan hệ không gian
Quan hệ thông

thờng
Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý (tiÕp theo)
Bªn trong mét c¬
së d÷ liÖu ®Þa lý
Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý (tiÕp theo)
§èi t−îng b¶n ®å
trong CSDL §L
Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý (tiÕp theo)
Më c¬ cÊu cña d÷ liªu
Ch−¬ng 3: CÊu tróc d÷ liÖu th«ng tin ®Þa lý (tiÕp theo)
Truy cËp d÷ liÖu ®Þa lý
Ch−¬ng 4: HÖ qu¶n trÞ d÷ liÖu Microsoft Access.
C¸c b¶ng (tables)
CÊu tróc d÷ liÖu Access
Ch−¬ng 5: Sö dông phÇn mÒm Mapinfo 6 ®Ó x©y dùng GIS.
Tài liệu tham khảo
Tiếng Việt.
1. Đặng Văn Đức (1996) , Giáo trình cao học về các hệ thông tin địa lý,
2. Đặng Văn Đức (2001) , Hệ thống thông tin địa lý GIS, Nxb Khoa học KT, Hà Nội.
3. Franỗois Charbonneau (2002)
, Trờng Đại học Tổng hợp Montreal (2000), Bài giảng cơ sở dữ
liệu và hệ thông tin địa lý - (Tài liệu giảng dạy tại trờng ĐH Kiến trúc Hà Nội).
4. Đặng Minh Hoàng (2000) , Cẩm nang sử dụng Microsoft Access 2000, Nxb Thống kê, Hà Nội.
5. Trần Thanh Phong, Nguyễn Trọng Toán (1998) , Microsoft Access 97 - Visual Basic for
Application
R
twf A đến Z, Nxb Thống kê, Hà Nội.
Tiếng nớc ngoài.
6. Bob Booth and Andy Mitchell (2001), Getting Started with ArcGIS, GIS by ESRI
7. E Diclon (1990), An Introduction togeographical, Infomation Syste (GIS), Laboratoire Commun

de Télédétection CEMAGREF/ENGREF Montplier .
8. E Diclon (1990), Data Structure for Thematic Maps, Laboratoire Commun de Télédétection
CEMAGREF/ENGREF Montplier .
9. MapInfo Professional
R
, MapInfo Profesional Tutorial,
10. Michaael Zeiler (2001), Modeling Our World - The ESRI Guide to Geodatabase Design, ESRI
Press
11. Microsoft Access (2000), Introduction Microsoft Accessl.htm.
12. Microsoft Office (2000), Tutorial-Office\Microsoft Access Tutorial.htm.
13. www.unice.fr\GEONET\THEORIE.HTME (2005), Definition d'un S.I.G.
14. www.unice.fr\GEONET\THEORIE.HTME (2005), Une Base de Données Graphiques.
15. www.unice.fr\GEONET\THEORIE.HTME (2005), Les types de données graphiques.