[Địa Chất Học] Phân Loại Đất & Xây Dựng Bản Đồ Đất - TS.Đỗ Nguyên Hải phần 6 ppsx

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………
56
b. Những cơ sở ñể xây dựng bản ñồ thông qua giải ñoán ảnh
Khi chúng ta có ñược các tấm ảnh chụp từ vệ tinh hay máy bay thì ñó mới chỉ là
những tư liệu cần thiết ban ñầu, tuy nhiên ñể nghiên cứu và xây dựng ñược bản ñồ chúng ta
phải có những cơ sở ñể giải ñoán chúng. Như chúng ta ñã biết trong ñiều kiện ñược chiếu
sáng như nhau các ñối tượng khác nhau trên mặt ñất có khả năng phản xạ, bức xạ năng lượng
mặt trời ở những mực ñộ khác nhau, do vậy khi ta nhìn các vật thể khác nhau trên ảnh chúng
có những khác biệt về sắc (tone) ảnh bên cạnh các khác biệt khác như kích thước (size), hình
dạng (shape), cấu trúc (structure) và phân bố trong không gian của chúng Việc nhận biết các
ñối tượng qua sự biểu thị của chúng trên ảnh dựa trên những ñặc trưng và tính chất của vật thể
nhằm phục vụ cho các mục ñích chuyên môn khác nhau ñược gọi là phép giải ñoán ảnh.
Các tài liệu không ảnh ghi nhận ñược cả những ñặc ñiểm tính chất của ñối tượng vật
thể mà ta có thể nhận biết ñược bằng mắt và cả những tính chất không nhận ñược bằng mắt
ñây là nguồn tài liệu quý giá có thể dùng khai thác những thông tin của ñối tượng, giữa hiện
tượng và mối quan hệ của các vật thể mà ảnh chụp ñã ghi nhận ñược. Việc khai thác các
thông tin ảnh là quá trình nhận thức từ chỗ chưa biết ñến chỗ biết, từ những mối quan hệ của
các ñối tượng này ñể hiểu ñối tượng khác, từ ñơn giản ñến phức tạp từ ñối tượng riêng rẽ ñến
cả quần thể và cảnh quan khu vực và ngược lại, từ những nhận biết về quần thể, cảnh quan
khu vực sẽ bổ trợ cho việc nhận biết về các ñối tượng riêng rẽ hay theo logic ñó là sự kết hợp
giữa phương pháp quy nạp và phương pháp suy diễn.
Người ta khai thác thông tin ảnh trên hai phương diện ñịnh lượng và ñịnh tính:
- Khai thác ñịnh lượng: ñó là việc ño ñạc, tính toán các yếu tố thay ñổi linh hoạt quan sát
thấy trên ảnh những vị trí tương ñối giữa các ñối tượng.
- Khai thác ñịnh tính: ñó là việc xác ñịnh các tính chất của ñối tượng thể hiện ở màu sắc,
hình dạng, kích thước, cấu trúc, bóng
Giải thích không ảnh trong xây dựng bản ñồ
Giải thích không ảnh là việc xem ảnh xác ñịnh các vật thể có trên không ảnh nhận biết
các vật ñó và mức ñộ quan trọng của chúng ñối với mục ñích nghiên cứu. Các không ảnh có
nhiều tỷ lệ xích rất khác nhau từ những tỷ lệ từ một phần ngàn ñến một phần hàng trục, hàng
trăm ngàn chúng giúp người ta nghiên cứu ñược những vùng rộng lớn với các lớp phủ bề mặt

ñất ñai như: rừng rậm, rừng thưa, ñồi núi, hồ nước, thảm cỏ, những vùng ñất trống, hoang
mạc ñến việc xem xét, nhìn nhận các vật thể một cách rõ ràng hơn. Người ta cũng có thể
phóng ñại các không ảnh tuy nhiên những ñường nét thể hiện trên ảnh sẽ không rõ.
Những yếu tố thường ñược sử dụng trong giải ñoán ảnh
- Kích thước (size): kích thước vật là một trong các yếu tố quan trọng liên quan tới mật
ñộ và màu sắc của ảnh nó giúp các nhà giải ñoán xác ñịnh vật thể. Ví dụ không ảnh của vạt
rừng vừa bị chặt có kích thước cây mật ñộ của các tiết diện cây theo chiều thẳng ñứng. Nếu
không ñể ý tới kích thước (hay ñộ lớn của vật thể) người giải ñoán có thể nhầm lẫn ngay cả
khi xem xét ñúng các yếu tố bóng, hình dạng, sắc màu, cấu trúc.
- Hình dạng (shape): ñược dùng ñể phân biệt giữa vật thể này với vật thể khác dựa vào
hình dạng người ta có thể phân biệt ñược sân bóng ñá với ao, hồ và cũng có thể dựa vào
hình dạng cong lượn hay thẳng ñể tách ñường quốc lộ với ñường sắt hay sông ngòi
- Bóng vật (Shadow): các bóng của vật thể có thể cản trở hoặc trợ giúp cho việc giải
ñoán vì chúng giúp cho nhận biết giữa vật thể có chiều cao và vật thể không có chiều cao một
cách dễ ràng. Song nó cũng gây khó khăn cho việc nhận biết vật thể vì thế người ta phải sử
dụng kính lọc và tổng hợp màu mục ñích ñể tăng ñộ tương phản giữa vật thể và nền bóng của
chúng trong việc giải ñoán.
- Cấu trúc (Texture): cấu trúc trong ảnh ñược tạo ra bởi sự chồng màu trong các nhóm
vật chúng gây cảm giác tạo ra sự gồ ghề hay bằng phẳng của vật thể nên có giá trị lớn cho
công tác giải ñoán. Trên không ảnh chụp rừng cây kích thước của cây có thể ñược xác ñịnh
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………
57

ñược qua cấu trúc các cấu trúc dạng phẳng mượt cho thấy các cây nhỏ còn non, các cấu trúc
kiểu gồ ghề hoà trộn vào nhau thường biểu hiện ở các cây già, ñặc biệt trong các ảnh raña và
ảnh bức xạ sóng cực ngắn chúng giúp cho việc phân tích các lớp khác nhau trong môi trường.
- Mẫu (pattern): Mẫu hay sự bắt chước, ñược hình thành do con người quan sát mô tả
và xây dựng nên, việc xây dựng các mẫu ñòi hỏi sự quan sát tỷ mỉ chính xác ở trên mặt ñất
ñược lặp ñi lặp lại mới tạo ra ñược các mẫu có ñộ tin cậy cao cho việc xác ñịnh chúng. Ví dụ:
vườn cây ăn quả và các hàng cây trồng rất dễ tìm thấy nhờ các mẫu quan sát thấy ở mặt ñất.

Các mẫu liên quan tới quá trình rút nước của bề mặt ñất có quan hệ ñến các sinh vật và môi
trường ñặc trưng của chúng
- Vị trí (Site): vị trí giữa các vật thể có mối liên quan chặt chẽ ñến các ñặc trưng của bề
mặt ñất rất có ích cho việc giải ñoán gián tiếp. Ví dụ vị trí của rừng ngập mặn ven biển liên
quan ñến rừng sú, vẹt, mắm. Rừng tràm của vùng ñất phèn, rừng dừa nước trong vùng có
nước lợ do ñó những hiểu biết tương quan giữa vị trí ñịa lý với các vật thể quan sát là rất quan
trọng ñể từ vị trí có thể suy ra vật và ngược lại.
- Mối liên kết (Association): trong những trường hợp các vật thể có mối liên quan chặt
chẽ với nhau thì khi biết ñược vật thể này thì có thể giúp cho việc nhận biết ñược các vật thể
kia. Ví dụ trường học thường liên kết với các sân chơi, các khu ñiền kinh, trong khi nhà thờ
thì lại không có các liên kết này. Các khu công nghiệp thường có các ống khói cao trong khi
các cụm dân cư thì lại không có
- Ðộ phân giải (Resolution): ñộ phân giải của ảnh thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố,
song luôn phản ánh rõ thực tế cần xác ñịnh. Những vật thể tuy nhỏ nhưng có ñộ tương phản lớn
so với nền trên ảnh thì cũng dễ tìm thấy. Ví dụ vị trí phân bố ao, hồ trên nền ñất khô sáng hay so
với nền lớp phủ thực vật. Tuy nhiên những vị trí chính xác của các ñường bờ bao của chúng ñôi
khi không chính xác do sự tương phản của sắc màu giữa các dải ñất nằm kề với mặt nước.
C. Các khoá giải ñoán ảnh
Các khoá giải ñoán ảnh là những tài liệu căn bản dùng ñể kiểm chứng nhanh chóng và
chính xác các vật thể có trong ảnh nhờ vào sự phân tích các ảnh của vật thể nghiên cứu. Thực
tế muốn có ñược khoá giải ñoán người ta phải phân loại thật rõ ràng các vật thể trên ảnh theo
mục ñích cần nghiên cứu. Ví dụ: khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng thì các nhà quân sự chỉ
quan tâm ñến vấn ñề che khuất của các cây rừng cho việc ngụy trang và những thuận lợi khó
khăn trong việc di chuyển quân, song mục ñích của những nhà lâm học nghiên cứu về rừng lại
nghiên cứu sâu về khu hệ thực vật tự nhiên của rừng, các lớp thảm thực vật che phủ khác
nhau có trong rừng hay các nhà thổ nhưỡng lại nghiên cứu về loại ñất và ñặc ñiểm của tính
chất ñất ở bên dưới lớp phủ thực vật này Như vậy tuỳ theo các mục ñích nghiên cứu khác
nhau ñòi hỏi phải có các khoá giải thích trong nghiên cứu cũng sẽ khác nhau. Tuy nhiên, ở
mỗi chìa khoá giải ñoán xác ñịnh thường bao gồm 1 bộ không ảnh chụp từ vệ tinh hay máy
bay và 1 bộ ảnh mô tả mặt ñất hoặc bằng hình vẽ ở mặt ñất hay những mô tả, nhận xét giải

thích cho các ñiểm chuẩn trên các vị trí xác ñịnh ở không ảnh. Trong những khoá thường sử
dụng trong giải ñoán ảnh thường gặp
- Khoá tin tức về vật thể (Item): là những khoá liên quan tới việc tìm kiếm những
thông tin riêng của vật thể hay trạng thái của chúng có trên ảnh.

- Khoá bổ trợ (Subject): là tập hợp các khoá tin tức hoặc các khoá bổ trợ liên quan tới
việc tìm thấy các vật thể cơ bản hay các trạng thái của chúng theo mục ñích ñã chọn
.

- Khoá vùng rộng (Regional): là tập hợp các khoá tin tức hoặc các khoá bổ trợ liên
quan với việc tìm thấy các vật thể trong tính chất trạng thái riêng của vùng.
- Khoá vùng hẹp (Area): là các khoá xác ñịnh cho một diện tích ñã ñiều tra ñược
chúng cho phép ngoại suy trong việc giải ñoán các vật thể và trạng thái tương tự các vùng
khác.
Ðặc trưng và bản chất của các khoá giải ñoán ảnh ñược chia ra thành 2 loại chính sau:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………
58
- Các khoá trực tiếp: là những khoá giải ñoán cơ bản ñể tìm thấy vật hoặc trạng thái
của chúng trên các tấm ảnh.
- Các khoá liên hợp (khoá gián tiếp): gồm những khoá mô tả hay những phác hoạ cơ
bản dùng ñể suy luận giải ñoán những ñặc tính không trực tiếp thấy rõ trên ảnh
Ví dụ: khi ñiều tra ñất bằng không ảnh trên khu vực rừng ngập mặn (sú, vẹt) ven biển
tư liệu giải ñoán cho chúng gồm các không ảnh ñược chụp từ trên vệ tinh hoặc máy bay thể
hiện hình ảnh về thảm rừng tại các thời ñiểm ñiều tra. Kèm theo các không ảnh là những ảnh
về phong cảnh và những mô tả thực trạng mà người ta chụp ñược trên mặt ñất ở các khu vực
ñó vào các thời ñiểm có thủy triều lên và xuống. Những ñặc ñiểm mô tả thường ñược diễn
giải theo vị trí xác ñịnh như sau:
+ Vị trí của khu rừng thuộc vùng ven biển có tên ñịa danh mức ñộ lắng ñọng bùn
trên mặt.
+ Những mô tả chính các loại cây có trong rừng về chiều cao như: cao khoảng 3m- 10m,

ñặc ñiểm mọc xen kẽ chằng chịt, lá có màu xanh ñậm dày với các rễ chùm cắm xuống ñất.
+ Lúc thủy triều rút trong rừng có nhiều các kênh, rạch chạy quanh co, mặt ñất lộ
những lớp bùn ñen
Qua những mô tả và hình ảnh kiểm chứng từ mặt ñất sẽ giúp cho việc xác ñịnh hình
dạng, phân bố khu rừng trên không ảnh: có màu sắc hơi ñậm, phân bố các mảng màu không
ñều nhau nằm dọc các vùng bùn lầy ở cửa sông giáp biển
Tóm lại, nhờ vào các mã khoá giải ñoán không ảnh chúng ta có thể xác ñịnh trực tiếp
những ñặc ñiểm của vật thể về vị trí, hình dáng, màu sắc của chúng có trong ảnh ñồng thời
cũng có thể suy luận một số vấn ñề có thể không xác ñịnh một cách trực tiếp ñược trên ảnh,
cụ thể như ở những không ảnh chụp rừng cây sú, vẹt ta không thể thấy ñược sự hiện diện của
các lớp ñất do sự che phủ của các tán cây rừng dày ñặc, song chúng ta cũng có thể suy ñoán
ñược ñất ở ñây phải thuộc loại ñất mặn hay chua mặn chứ không thể là ñất loại ñỏ vàng hay
ñất bạc màu ñược.
d. Ứng dụng của không ảnh trong xây dựng bản ñồ ñất
Sử dụng không ảnh và giải thích chúng là việc xem xét những vật thể có trong ảnh ñể
nhận biết ñối tượng là những vật thể gì trên mặt ñất và ñóng vai trò thể hiện như thế nào trong
bản ñồ. Việc xem xét và ñối chiếu không ảnh dược ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực ñịa lý,
ñịa chất, hiện trạng rừng, hiện trạng sử dụng ñất và kiểm tra, lập bản ñồ thổ nhưỡng Các
không ảnh ñược chụp theo các tỷ lệ và theo các thời ñiểm khác nhau nên tuỳ theo mục ñích
mà người ta phải sử dụng các tỷ lệ không ảnh khác nhau ñể kiểm chứng các chi tiết bản ñồ
chụp ñược trong ảnh.
Việc nghiên cứu giải thích không ảnh thường ñược người ta quan tâm tới những vấn
ñề chính sau:
Kiểm chứng, xác ñịnh các chi tiết có trong không ảnh: dựa vào các tiêu chuẩn riêng
của từng chi tiết ñể phân biệt các vật thể có trong không ảnh. Cụ thể như ruộng nương, hồ ao,
sông suối, bờ ñê, rừng cây theo các khoá giải ñoán và qua những nghiên cứu không ảnh giúp
chúng ta xác ñịnh các ñối tượng cụ thể ñể thể hiện hay chỉnh sửa những gì mới quan sát thấy
và cập nhật chúng lên bản ñồ. Dựa vào kết quả nghiên cứu không ảnh cũng có thể giúp chúng
ta ñi sâu giải thích các chi tiết thu ñược từ chúng theo các mục ñích khác nhau, ví dụ: khi có
không ảnh về khu vực rừng người ta cũng có thể xác ñịnh rừng cây thuộc loại cây gì? trên cơ

sở ñi sâu nghiên cứu về thực thể hình dạng, màu sắc, ñường kính tán cây giúp cho việc xác
ñịnh dung lượng gỗ có khả năng khai thác. những không ảnh chụp ñể theo dõi những biến
ñộng về nước mặt trong mùa khô và mùa mưa cũng có thể giúp cho việc ñánh giá mức ñộ hạn
hán
Xác ñịnh giải thích tổng thể các chi tiết của không ảnh hay kết hợp nhiều không ảnh
ñể xác ñịnh một cách tổng thể các vật thể có trong các không ảnh và mối tương quan giữa
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………
59

chúng với nhau, cụ thể như khi xác ñịnh ñược ñiều kiện ñất ñai ở những nơi có ñịa hình và ñộ
dốc cao thì cũng ñồng thời xác ñịnh ñược ñiều kiện thoát thủy của vùng, khi xác ñịnh ñược
một số loại thực vật rừng ñặc trưng người ta cũng có thể tìm hiểu ñược mối liên quan ñến một
số ñặc tính ñất có trong khu vực ñó. Ví như việc nhận biết ra các khu vực ñất mặn và chua
mặn dưới các tán rừng sú vẹt, ñất chua dưới các thảm thực vật sim mua, sự hiện diện của ñất
xám trong các khu rừng Khộp ở Tây Nguyên Tuy nhiên, việc giải ñoán không ảnh luôn cần
thiết có sự kết hợp, kiểm chứng bổ sung với những kết quả ñiều tra ñược ở ngoài thực ñịa
(ngoài ñồng) ñể xem chúng có phù hợp với thực tiễn hay không.
Việc ñiều tra xây dựng bản ñồ thổ nhưỡng khác với việc nghiên cứu các ñối tượng
trên bề mặt như ñiều tra sử dụng ñất, tìm hiểu thảm thực vật rừng, phân bố các khu vực chứa
nước, phân bố vùng dân cư, ñường xá những ñối tượng này luôn ñược thể hiện rõ trên bề
mặt ảnh do ñó người ta có thể quan trắc trực tiếp ñược ñối tượng cần xác ñịnh. Nhưng ñối với
việc xây dựng bản ñồ thổ nhưỡng do ñối tượng nghiên cứu là các lớp ñất dưới sâu, thường bị
che lấp bởi các lớp phủ trên bề mặt nên muốn xây dựng ñược loại bản ñồ này người ta phải
tiến hành ñiều tra trực tiếp ngoài ñồng trên cơ sở nghiên cứu các phẫu diện, lấy mẫu ñất phân
tích ñể phân loại và thể hiện chúng.
Song ñối với các mục ñích tham khảo, xây dựng các bản ñồ nền thì việc sử dụng
không ảnh là rất có ý nghĩa trong việc giảm bớt những chi phí và thời gian trong ño ñạc và vẽ
bản ñồ.
Người ta còn nghiên cứu không ảnh ñể chỉnh sửa những chi tiết thiếu chính xác và bổ
sung những ñối tượng còn thiếu trên bản ñồ nền hay xác ñịnh các khoanh phân loại ñất sau

khi ñiều tra.
Ðặc biệt, ở những vùng chưa có bản ñồ gốc hoặc bản ñồ gốc có tỷ lệ quá nhỏ không
thể sử dụng cho việc dã ngoại, người ta cũng có thể sử dụng không ảnh tỷ lệ lớn ñược chụp từ
máy bay ñể xác ñịnh, phân chia vị trí các lưới phẫu diện cần ñiều tra hay sử dụng ñể ñiều tra
trực tiếp ngoài ñồng. Tuy nhiên, khi sử dụng không ảnh ñể bổ sung cho bản ñồ hay ñiều tra
phải hết sức lưu ý tới tỷ lệ của chúng và người ta cũng thường chỉ sử dụng không ảnh trong
việc xây dựng các bản ñồ ñất ở mức ñộ bán chi tiết (<1/50.000) còn ñối với những bản ñồ ñất
chi tiết thì chúng cũng chỉ ñược sử dụng ñể làm các tài liệu tham khảo.
Sử dụng không ảnh trong xây dựng bản ñồ ñất còn giúp cho việc nhận ñịnh và giải
thích một số mối tương quan rất cơ bản giữa ñất và ñiều kiện môi trường và các yếu tố hình
thành chúng, ví dụ như: thông qua nghiên cứu ảnh giúp ta có cái nhìn tổng thể và phân biệt rõ
hơn về ranh giới của ñịa hình (núi, ñồi, bình nguyên, thung lũng ) trong vùng ñiều tra ñể từ
ñó có thể sơ bộ xác ñịnh ñược các quá trình hình thành ñất và sự biến ñổi có liên quan ñến các
quá trình rửa trôi, tích tụ, ngập úng ở trong vùng.
Dựa vào lớp phủ của thảm thực vật tự nhiên quan sát ñược trên không ảnh giúp cho
việc tìm hiểu ñược mối tương quan giữa các thảm thực vật này ñối với ñất. Ví dụ: khi thấy
xuất hiện các dải rừng ngập mặn ven biển (sú, vẹt, ñước) có thể cho chúng ta liên hệ tới sự
hiện diện của các loại ñất mặn hoặc chua mặn. Những vùng thung lũng có những loại thực vật
tự nhiên lau sậy có liên quan ñến các loại ñất ñầm lầy, glây. Vùng cao nguyên ở những nơi có
rừng Khộp thưa thớt thường có liên quan ñến ñiều kiện khô hạn khốc liệt về mùa khô và sự
hình thành ñất xám.
Việc quan sát, tìm hiểu về tỷ lệ ñất ñược sử dụng và các loại hình sử dụng cũng sơ bộ
giúp cho việc nhìn nhận về loại ñất và một số ñặc tính của chúng, cụ thể như ở những vùng
rừng núi xuất hiện nhiều nương rẫy và ruộng bạc thang cho chúng ta thấy ñược về khả năng
ñộ phì, ñộ ẩm và khả năng cung cấp nước của ñất và ngược lại ở những nơi ñất dốc, cây cối
thưa thớt với những loại cây ñặc trưng như sim, mua giúp cho nhận ñịnh về khả năng thoái
hoá của ñất (ñất có tầng mỏng, chua, rửa trôi ) ở tại những nơi này. Hình ảnh ở những vùng
trồng lúa nước rộng lớn có thể liên quan ñến ñất phù sa ở ñồng bằng châu thổ hay thung
lũng
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………

60
Qua quan sát màu sắc ñất kết hợp với thảm thực vật có trên không ảnh ñôi khi cũng có
thể giúp cho việc nhận diện một loại ñất cụ thể nào ñó. Ví dụ như: màu trắng của ñất với
những thảm thực vật thưa thớt trên ảnh chụp ở vùng ven biển giúp cho việc xác ñịnh các loại
ñất cát nằm ở bên dưới. Mức ñộ ñỏ xẫm, vàng nhạt hay xám sáng của các ảnh màu chụp ở
vùng ñồi núi giúp chúng cho việc phân chia ranh giới của những loại ñất có các ñặc tính khác
nhau dễ dàng hơn rất nhiều so với việc khảo sát trực tiếp chúng ngoài thực ñịa. Tuy nhiên,
cũng phải hết sức thận trọng trong các suy ñoán ñối với các ñặc ñiểm hay tính chất ñất.
Những nghiên cứu trên không ảnh phải ñược kết hợp với những ñiều tra trực tiếp ngoài ñồng
chứ không thể chỉ dựa vào quan trắc ảnh và kinh nghiệm ñơn thuần.
4.2. Ứng dụng GIS trong xây dựng bản ñồ
Trong kỹ thuật ñể xây dựng bản ñồ nếu chúng ta mới chỉ nói ñến ứng dụng viễn thám
mà không ñề cập tới những ứng dụng rất rộng lớn của kỹ thuật tin học trong hệ thống thông tin
ñịa lý (GIS) ñể xây dựng, lưu trữ và thể hiện bản ñồ thì thì hoàn toàn thiếu sót trong việc nhìn
nhận về việc áp dụng những thành tựu kỹ thuật mới của khoa học trong xây dựng bản ñồ. Viễn
thám mới chỉ cho chúng ta những bức tranh chân thực, rời rạc của bề mặt những thông qua xử
lý của hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) chúng sẽ ñược liên kết lại một cách có hệ thống và qua ñó
người ta có thể xử lý, tính toán, phân tích, tổng hợp hoặc bóc tách ñược các ñối tượng cũng như
các chi tiết mà chúng ta quan trắc ñược có liên quan tới việc xây dựng bản ñồ.
a. Khái niệm hệ thống thông tin ñịa lý (GIS)


Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) là chữ viết tắt (Geographic Information System). Ðây
là một hệ thống bao gồm các phần mềm, phần cứng, dữ liệu ñể trợ giúp con người trong việc
tính toán, phân tích, thể hiện các thông tin ñược gắn với từng vị trí không gian trên bề mặt ñất.
Những thành phần cấu thành GIS gồm có 5 hợp phần chính bao gồm phần cứng, phần mềm
tin học, cơ sở dữ liệu, con người và phương pháp, trong ñó:
- Phần cứng: là các thiết bị ngoại vi như máy tính, như bàn số hóa, máy vẽ, máy quét,
máy in ñể nhập và xuất dữ liệu.
- Phần mềm: bao gồm nhiều modul khác nhau chúng giúp cho khả năng lưu trữ, quản

lý những dữ liệu không gian bằng hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu ñịa lý ñây là phần quan
trọng nhất của GIS. Các modul phần mềm thường ñược sử dụng làm công cụ phân tích dữ
liệu, làm báo cáo, truyền tin trong lập bản ñồ các phần mềm thường ñược sử dụng như
Arc/Info, ArcView, Map/Info
- Dữ liệu: bao gồm các dữ liệu thống kê gắn kết các ñặc tính tự nhiên của ñất ñai ñược
thể hiện theo thuộc tính hay không gian. Ví dụ: bảng số liệu về diện tích các ñặc ñiểm thành
phần cơ giới: cát mịn, cát thô, thịt và sét pha cát; hệ thống số liệu sử dụng ñất có trong vùng
ñiều tra, bảng thống kê diện tích ngập mặn, số liệu số hoá Trong GIS luôn có các công cụ
lưu trữ dữ liệu thuộc tính (cơ sở dữ liệu) cùng với dữ liệu không gian (bản ñồ) và những nối
kết logic giữa hai loại dữ liệu này và ñây chính là thế mạnh của GIS quan trọng nhất mà ở các
hệ thống riêng lẻ không thể có.
- Con người: Là nhân tố thao tác, ứng dụng và xử lý dữ liệu, chúng ñược xác ñịnh
trong hệ thống chuyên gia trên các lĩnh vực chuyên môn khác nhau và các chuyên gia GIS
cùng hợp tác làm việc nhằm vận hành tốt có hiệu quả cao trong việc giải quyết các vấn ñề
không gian và xây dựng bản ñồ.
- Phương pháp: Giúp người sử dụng dễ dàng áp dụng các thao tác trong quá trình xử
lý các số liệu liên quan ñến thông tin ñịa lý.
Sơ ñồ dưới ñây phản ánh khái quát ứng dụng công nghê thông tin ñịa lý trong xây
dựng bản ñồ.



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………
61

b. Khả năng ứng dụng của GIS
Công nghệ GIS ngày càng ñược sử dụng rộng rãi và khả năng ứng dụng chúng trong
thực tế là rất rộng lớn bởi GIS ưu việt hơn các hệ thống thông tin khác ở chỗ nó có khả năng
thu nhận cả dữ liệu không gian (liên quan tới bản ñồ) và các dữ liệu thuộc tính (các bảng thể
hiện các tính chất thuộc tính), ñồng thời mạnh hơn nữa GIS còn có khả năng phối hợp các loại
dữ liệu ñược thể hiện ở trên với nhau nhằm ñáp ứng cho các mục ñích khai thác, sử dụng cụ
thể chúng có thể trả lời ñược các câu hỏi của người sử dụng sự nhận biết ñối tượng là gì? vị trí
ñối tượng ở ñâu và kích cỡ của chúng là bao nhiêu? những thông tin về thuộc tính liên quan
tới ñối tượng. Ví dụ cụ thể như ta có thể khai thác thông tin từ một bản ñồ ñất về loại ñất mà
chúng ta muốn tìm hiểu ñược (mà bản ñồ này ñược thiết lập từ GIS) thì chúng ta có thể xem
ñược phân bố về mặt vị trí trong không gian của loại ñất cần xác ñịnh trên bản ñồ với cả các
ñặc tính liên quan ñến diện tích, tính chất vật lý hoặc một số tính chất hoá học cơ bản ñã ñược
người ta phân tích, ñiều kiện ngập úng hay hiện trạng và khả năng sử dụng của loại ñất này
Chính vì vậy mà GIS là một công cụ ñắc lực cho việc xây dựng và quản lý bản ñồ, và
ñặc biệt hơn nữa GIS lại là một công cụ rất ñắc lực trong việc thành lập và xây dựng bản ñồ từ

kỹ thuật ảnh viễn thám bởi tính ưu việt của GIS là có khả năng phân tích về mặt không gian
và xử lý số liệu một cách linh hoạt của chúng.
Dưới ñây là một vài ứng dụng của GIS thường gặp trong thực tế:
- Dịch vụ khẩn cấp: áp dụng trong hệ thống an ninh, cứu hỏa.
- Quản lý và lập kế hoạch: trong xây dựng các mạng lưới giao thông ñường phố với
các chức năng tìm kiếm vị trí, ñịa chỉ khi biết trước ñịa chỉ ñường phố, ñiều khiển hệ thống
ñèn thành phố, lập kế hoạch lưu thông xe cộ, phân tích vị trí, chọn ñịa ñiểm xây dựng các
công trình công cộng, lập kế hoạch phát triển hệ thống ñường giao thông.
- Giám sát tài nguyên thiên nhiên, môi trường: với những chức năng như quản lý hệ
thống sông, ngòi, kiểm soát các vùng lũ lụt, sử dụng và khai thác các quặng, mỏ, theo dõi
PHẦN CỨNG

CƠ Së

d÷liÖu

CƠ SỞ
TRI THỨC


Thế giới thực

Viễn thám

Xử lý ảnh

GIS

CÁC QUYẾT ðỊNH

Workstation
Plotter
Scanner
Laser printer
Modem
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………
62
ñộng thái mưa, mực nước sông, suối, phân tích tác ñộng môi trường, giám sát và mô hình hoá
các khu vực dân cư
- Quản lý ñất ñai: bao gồm các chức năng lập bản ñồ, ñánh giá ñất ñai, xây dựng kế
hoạch sử dụng ñất, quy hoạch sử dụng ñất, quản lý nguồn nước (tưới, tiêu), tìm hiểu sự biến
ñộng về sản xuất nông, lâm nghiệp
- Quản lý và lập kế hoạch các dịch vụ công cộng: bao gồm các chức năng tìm ñịa
ñiểm cho các công trình ngầm, ống dẫn, ñường ñiện, cân ñối tải ñiện, lập kế hoạch bảo dưỡng
các công trình công cộng
- Phân tích: tổng ñiều tra dân số, lập bản ñồ các dịch vụ y tế, bưu ñiện và nhiều các
ứng dụng khác
c. Hệ thống thông tin ñịa lý và cơ sở ứng dụng cho việc xây dựng bản ñồ ñất
Sự phát triển rộng rãi và mạnh mẽ của kỹ thuật vi tính cả về phần cứng lẫn phần mềm
ñã tạo ñiều kiện cho việc thể hiện các số liệu ñịa lý ở dạng bản ñồ phát triển nhanh chóng.
Mặt khác, do nhu cầu cần thiết về lưu trữ, phân tích và sử lý các số liệu ñịa lý trong việc xây
dựng bản ñồ cho một vùng rộng lớn và phức tạp ñã dẫn ñến sự cần thiết phải có sự hỗ trợ của
hệ thống máy tính nhằm lưu giữ và sử lý ñược các hệ thống thông tin chi tiết, tỷ mỷ trong xây
dựng bản ñồ.
GIS có thể giúp chúng ta quản lý sử dụng các nguồn dữ liệu tài nguyên thiên nhiên một
cách hợp lý và có hiệu quả, bởi GIS là “một hệ thống liên hợp” với các chức năng thu thập,
lưu dữ liệu và người sử dụng và khai thác chúng có thể thao tác trực tiếp với các dữ liệu ñược
lưu giữ (như: cập nhật, sửa chữa, lưu trữ và khai thác dữ liệu), phân tích không gian và hiển
thị dữ liệu. Các chức năng này có mối quan hệ mật thiết với nhau ñược mô tả khái quát qua sơ
ñồ 5.2 dưới ñây.

Sơ ñồ 5.2. Thu thập và quản lý dữ liệu trong xây dựng bản ñồ của GIS
PHÂN TÍCH CHUYÊN ðỀ

-
Cập nhật

- Sửa chữa

- Lưu trữ
- Khai thác

Hiển thị

- Màn hình
- ðồ thị
- Bản ñồ
- Tệp tin
- Ả
nh vệ tinh
- Số hoá
- Quét ảnh
- Nhập bằng bàn phím


PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN
PHÂN TÍCH T
ỔNG HỢP KHÔNG GIAN
-



THU THẬP

CƠ S
Ở DỮ LIỆU
Vector/Raster/Bảng

THAO TÁC

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………
63


d. Cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin ñịa lý trong xây dựng bản ñồ
Cơ sở dữ liệu (CSDL) bản ñồ là một tập hợp có tổ chức các thông tin nhằm ñáp ứng một
số mục tiêu kỹ thuật hoặc quản lý trong sử dụng bản ñồ. Những thông tin hay cơ sở dữ liệu
của bản ñồ ñược người ta phân loại, mã hoá và lưu trữ có thể dễ dàng tìm kiếm ñược theo một
trình tự logic.
Các cơ sở dữ liệu ở ñây thường ñược xây dựng dưới dạng tập hợp các thông tin (các tệp
dữ liệu) ở dạng Vector, Raster hoặc các bảng số liệu văn bản chúng bao gồm 2 loại cơ sở dữ
liệu không gian và dữ liệu thuộc tính trong ñó:
- Cơ sở dữ liệu không gian: ñược dùng ñể mô tả vị trí, hình dạng và kích thước của ñối
tượng trong không gian, chúng bao gồm toạ ñộ và các ký hiệu dùng ñể xác ñịnh các ñối tượng
trên bản ñồ. Hệ thống thông tin ñịa lý dùng các số liệu không gian ñể tạo ra bản ñồ hay hình
ảnh bản ñồ trên màn hình máy tính hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi in ấn.
Dữ liệu không gian bao gồm 3 loại ñối tượng: ñiểm (point), ñường (polyline) và vùng
(polygon). Các ñối tượng không gian này ñược lưu trữ ở 2 dạng mô hình dữ liệu Vector và
Raster (Hình 5.3).
+ Mô hình dữ liệu Raster: Thực thể
không gian ñược biểu diễn thông qua các ô (cell)
hoặc ô ảnh (pixel) của một lưới các ô (Hình 5.3).
Trong máy tính, lưới ô này ñược lưu trữ ở dạng
ma trận trong ñó mỗi cell là giao ñiểm của một
hàng hay một cột trong ma trận. Trong cấu trúc
này, ñiểm ñược xác ñịnh bởi cell, ñường ñược
xác ñịnh bởi một số các cell kề nhau theo một
số các cell mà trên ñó thực thể phủ lên.
Mô hình raster còn ñược xây dựng trên cơ

sở hình học Ơcơlit. Mỗi một cell sẽ tương ứng
với một diện tích vuông trên thực tế. Ðộ lớn của
cạnh ô vuông này còn ñược gọi là ñộ phân giải
của dữ liệu.
Sự thể hiện hình ảnh của một số khoanh
ñất ñai từ không ảnh (hình 5.5), trên ñó mỗi
vùng ñược ñánh dấu bằng các ô theo các giá trị
ñược mã hoá khác nhau và khi tổng hợp toàn bộ
các ô ñã mã hoá ta thu ñược một lưới liên kết các
ô có giá trị khác nhau, trong ñó mỗi khoanh thể
hiện trên bản ñồ gắn với các giá trị vật thể tương
ứng như: nước = 1; rừng = 2 và ñất nông nghiệp
= 3.
Như vậy, trong cấu trúc raster sự biểu diễn
hai chiều của dữ liệu không gian là không liên
tục nhưng ñược ñịnh lượng hoá ñể có thể dễ
dàng tính toán ñược chiều dài và diện tích của
ñối tượng trong không gian. Không gian càng
ñược chia nhỏ thành nhiều cell thì việc tính toán
càng chính xác. Ngoài ra, dữ liệu ñịa lý dạng
raster còn ñược biểu diễn theo phương pháp ô
chữ nhật phân cấp. Theo phương pháp này,
người ta chia diện tích vùng dữ liệu ra thành các
ô chữ nhật không ñều nhau bằng cách lần lượt chia ñôi các cell bắt ñầu từ hình chữ nhật lớn,
Cơ sở dữ liệu không gian của GIS
E

D

C

B

A

Hình 5.4. Tổ chức theo dạng vestor
Hình 5.5. T
ổ chức theo dạng raster

Hình 5.3 Bản ñồ số với các ñường cong

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………
64
bao phủ diện tích dữ liệu. Quá trình chia cứ tiếp tục ñến khi nào các cell ñủ nhỏ ñể ñạt ñược
ñộ chính xác cần thiết (Hình 5.6).












Hiện nay các dữ liệu bản ñồ lưu trữ trong cơ sở dữ liệu thường ñược ñể dưới cấu trúc
vector. Các dữ liệu số hoá từ các bản ñồ giấy cũng thường ñược thể hiện dưới dạng này.
Nguyên nhân dạng cấu trúc này ñược áp dụng rộng rãi là do ñộ chính xác, khả năng cập nhật

dễ dàng và chiếm ít không gian lưu trữ.
+ Mô hình vector: ñược chia thành 2 dạng cấu trúc là cấu trúc dữ liệu toàn ña giác
và cấu trúc cung- nút.
Mỗi tầng trong cơ sở dữ liệu của cấu trúc toàn ña giác ñược chia thành tập các ña giác.
Mỗi ña giác ñược mã hoá thành trật tự theo các vị trí hình thành ñường biên của vùng khép
kín theo hệ trục toạ ñộ nào ñó (hình 5.7).















Một khía cạnh quan trọng của mô hình vector là có khả năng tách biệt các thành phần ñể thực
hiện ño ñạc và ñể xác ñịnh các quan hệ không gian giữa các thành phần. Mô hình không gian
GIS có chứa các quan hệ nói trên thì ñược mô tả như cấu trúc tôpô. ở các tập dữ liệu có cấu
trúc tôpô ñầy ñủ, mỗi khi ñường hay vùng cắt nhau thì các giao ñiểm sẽ là nút và các vùng
mới ñược tạo ra.


H
ì

nh 5.6
: Bi
ể
u di
ễ
n raster d
ữ
li
ệ
u theo l
ư
ớ
i
ñ
i
ể
m

3333322111
3333332211
3113333221
3111333222
3111113322

2111113331
2222212333
332222222
2

Nhà

ở




3


20


2


210

211


21
212 213




1

0
Th
ươ
ng m
ạ


Khu công nghiệp
C « n g v iªn


Nông thôn
a

b

Bi
ểu
di
ễ
n
ô
ch
ữ
nh
ậ
t ph
â
n c
ấp

Bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất
H×nh 5.7: BiÓu diÔn raster d÷ liÖu theo cÊu tróc « ch÷ nhËt phân cấp
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………
65












- Cơ sở dữ liệu thuộc tính: Dữ liệu thuộc tính là các thông tin ñi kèm với các dữ liệu
không gian chỉ ra các tính chất ñặc trưng cho mỗi ñối tượng ñiểm, ñường và vùng trên bản ñồ.
Mối quan hệ giữa cơ sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính là ñặc ñiểm khác
biệt của các thông tin trong GIS so với các thông tin trong các hệ ñồ hoạ máy tính khác,
chúng thể hiện sự liên kết chặt chẽ không tách rời giữa các thông tin thuộc tính với các ñối
tượng bản ñồ (sơ ñồ 5.8).

Một bản ñồ số hoá khác với một bản ñồ giấy thông thường là ở ñặc tính nó không chỉ
cho biết các thông tin hình hoạ về các ñối tượng trên bản ñồ mà còn có khả năng hiển thị kèm
theo các thông tin thuộc tính về các tính chất và nội dung của chúng. Sự liên kết giữa hai dạng
dữ liệu này chính là ñiểm mạnh của các hệ thống thông tin ñịa lý trong việc tạo những khả
năng cho các quá trình hiển thị, phân tích và xử lý các số liệu.
Những phần mềm ñang ñược ứng dụng nhiều cho xây dựng bản ñồ hiện nay
Phần mềm ARC/INFO: là phần mềm GIS, có khả năng xử lý ñồ hoạ mang tính tự
ñộng rất cao cùng với tốc ñộ và ñộ chính xác cho thành lập các bản ñồ số trên máy
tính. Những chức năng phân tích dữ liệu như chồng xếp, làm việc theo hệ thống có khả
II

I

III

Ða giác 1 Ða giác 2 Ða giác 3

1,4

4,3 4,2 7,2
4,2


4,0


6,1

0

2


4

6

0

2

4

6

Hình 5.8: Cấu trúc toàn ña giác

Cơ sở dữ liệu không gian

Cơ sở dữ liệu GIS
Cơ s
ở dữ liệu thuộc tính
Mô hình
m
ạng l
ư
ới

Mô hình th
ứ
b
ậc

Mô hình
quan h
ệ

Mô hình
vector

Mô hình
raster

Kết nối dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính

Sơ ñồ 5.8: Tổ chức các dữ liệu trong GIS
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Phân loại ñất và xây dựng bản ñồ ñất …………

66
năng thao tác dữ liệu ñịa lý trên cơ sở các phép toán không gian cũng như khả năng mô
hình hoá các ñối tượng ñịa lý. Phần mền ARC/INFO ñược sử dụng rộng rãi trong
ngành khoa học trái ñất cũng như nhiều ngành khác ñể xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ
liệu bản ñồ, thành lập các loại bản ñồ chuyên ñề, qui hoạch, xác ñịnh các bài toán tối
ưu
- Phần mềm AcrView: Hiện ñang là một trong những phần mềm ñứng ñầu trong hệ
GIS ñể xây dựng bản ñồ. Cũng như một số phần mềm trong GIS, AcrView có khả năng chồng
xếp bản ñồ, xử lý dữ liệu không gian và có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của ngành Quản
lý ñất ñai như xây dựng bản ñồ ñất, bản ñồ ñơn vị ñất ñai (LMU) ñánh giá ñất phục vụ qui
hoạch, xử lý dữ liệu ảnh



Như vậy thông qua vai trò liên kết của GIS bản ñồ không chỉ là “bức tranh” mô tả “bề
mặt” ñơn thuần mà chúng sẽ là bức tranh mô tả sống ñộng các vấn ñề có liên quan mà người
sử dụng thực sự muốn khai thác ñược từ bản ñồ.

Câu hỏi ôn tập chương V.

1. Bản ñồ ñịa hình là gì? Nội dung thể hiện bản ñồ ñịa hình và vai trò ứng dụng của bản
ñồ ñịa hình?


2. Áp dụng ảnh kỹ thuật viễn thám trong xây dựng bản ñồ?
3. Những cơ sở ñể xây dựng bản ñồ thông qua việc giải ñoán không ảnh?


4. Khái niệm về hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) và khả năng ứng dụng chúng?
5. Cơ sở dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của GIS

trong xây dựng bản ñồ ñất?