Chương 1. Tổng quan về Hệ thống thông tin địa lý doc

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ
NG
HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ

1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS
1.1.1. Một số khái niệm
- Thông tin Địa lý (Geographic Information) là thông tin
về những nơi trên bề mặt Trái đất. Đó là sự nhận biết đối
tượng dựa trên vị trí.
- Thông tin Địa lý số (Digital Geographic Information) là
thông tin địa lý được biểu diễn dưới dạng số.
- Công nghệ thông tin Địa lý (Geographic Information
Technologies) là những công nghệ cho việc thu thập và
xử lý thông tin địa lý
Có 3 loại công nghệ thông tin địa lý: Hệ thống định vị
toàn cầu (GPS – Global Position System); Viễn thám (RS –
Remote Sensing) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS –
Geographic Information System)
Biên soạn: GV. Phạm Thế Huøng

1


1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS
1.1.2. Định nghóa
- Theo ESRI: “GIS là một tập hợp có tổ chức, bao
gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu
địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm
bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và hiển thị

tất cả các dạng thông tin liên quan đến vị trí địa lý”.
- Theo GS. Shunji Murai: “GIS là một hệ thống thông tin
được sử dụng để nhập, lưu trữ, truy vấn, thao tác, phân
tích và xuất ra các dữ liệu có tham chiếu địa lý hoặc
dữ liệu địa không gian; hỗ trợ ra quyết định trong việc
quy hoạch về sử dụng đất, quản lý tài nguyên thiên
nhiên, môi trường, giao thông, đô thị và nhiều lónh vực
quản lý khác”.
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS
1.1.2. Định nghóa
 Định nghóa: GIS là một hệ thống thông tin có khả
năng xây dựng, cập nhật, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân
tích và xuất ra các dạng dữ liệu có liên quan tới vị trí
địa lý, nhằm hỗ trợ ra quyết định trong các công tác
quy hoạch và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi
trường.

- Hệ GIS khác với hệ đồ họa đơn thuần ở chỗ các hệ
đồ họa không có các công cụ làm việc với dữ liệu phi
đồ họa.
- Hệ GIS khác với hệ CAD ở chỗ: các đối tượng của
hệ CAD không bắt buộc phải gắn với thế giới thực
thông qua vị trí địa lý của chúng.
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

2

1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS
1.1.2. Định nghóa
Thu thậäp vàø
tha va
nhậäp dữ liệäu
nha dư lie

Thếá giớùi thực
The giơ thự

Thông tin
địa lý

Lưu trữ dữ liệäu
trư dư lie

Thông tin
địa lý số

Thông
tin địa
lý số

Thông tin
địa lý

Thông tin
địa lý số

web

Cộäng đồng
Co ng
ng
người sử dụïng
ngư sử dung

Hiểån thị vàø xuấát
Hie
va xua
thông tin

Phân tích GIS
tí

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS
Sự bất tiện của bản đồ tónh  ý niệm xây dựng bản
đồ điện toán (computer cartography).
- Những năm 1960s: mô hình hóa không gian bằng
máy tính. Lúc đầu chỉ hiển thị và in ra giấy. Dần dần,
các nhà nghiên cứu nhận thấy cần phải thu thập một
khối lượng lớn thông tin dạng phi không gian. Từ đó
thuật ngữ GIS được hình thành và phát triển thay thế
cho bản đồ điện toán.
- Dự án GIS đầu tiên xuất hiện vào 1964 của chính
phủ Canada.
- Những năm 1980, 1990, nhiều công ty tư nhân phát
triển các phần mềm GIS thương mại.
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

3


1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
Các kiểu phân chia khác nhau:
- Mô hình hệ thống 3 thành phần: phần cứng, phần
mềm, con người.
- Mô hình hệ thống 4 thành phần: kỹ thuật
(technoware) bao gồm phần cứng và phần mềm,
thông tin (infoware), tổ chức (orgaware), con người
(humanware).
- Mô hình 5 thành phần: phần cứng, phần mềm, dữ
liệu, qui trình, con người .
- Mô hình 6 thành phần: phần cứng, phần mềm, dữ
liệu, qui trình, tổ chức, con người.
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.1. Phần cứng
- Hệ thống máy tính

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

4


1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.1. Phần cứng
- Hệ thống mạng (LAN, WAN, Internet)

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.1. Phần cứng
- Các thiết bị ngoại vi:
GPS Receiver

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

5


1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.1. Phần cứng
- Các thiết bị ngoại vi:
Printers

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.1. Phần cứng
- Các thiết bị ngoại vi:
Plotters

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

6

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.1. Phần cứng
- Các thiết bị ngoại vi: Digitizer

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.1. Phần cứng
- Các thiết bị ngoại vi:
Scanners

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

7


1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.2. Phần mềm
Phần mềm GIS được phân ra 2 nhóm: phần mềm
thương mại và phần mềm nguồn mở, đảm bảo cung
cấp đủ các chức năng:
- Cập nhật;
- Lưu trữ;
- Truy vấn và Phân tích;
- Hiển thị và xuất dữ liệu.

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.2. Phần mềm

MapInfo

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

8


1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.2. Phần mềm
E
X
T
E
ArcGIS máy trạm
N
S
I
O
ArcReader
ArcReader
N
S

ArcGIS
Desktop

ArcGIS
Engine
ArcInfo

ArcInfo

Custom
Custom
Application
Application

ArcEditor
ArcEditor
ArcView
ArcView

Các thành phần

ArcPad
ArcPad

E
X
T
E
N
S
I
O
N
S

Web
Web

Browser
Browser

ArcObjects
ArcObjects
Network
ArcGIS Server
ArcGIS Server

Ứng dụng và dữ
liệu máy chủ

ArcIMS
ArcIMS
ArcSDE
ArcSDE

RDBMS
Bieân soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.2. Phần mềm

Grass GIS

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

9

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.2. Phần mềm

Quantum GIS

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.3. Dữ liệu
- Dữ liệu không gian: vị trí hình dạng của thực thể.
- Dữ liệu thuộc tính: mô tả thông tin, đặc điểm, tính
chất về thực thể.
- Dữ liệu thời gian: mô tả sự thay đổi của thực thể
theo thời gian.
- Mối quan hệ giữa các đối tượng không gian.
- Cơ sở dữ liệu GIS: dữ liệu GIS cùng với các mối
quan hệ được tổ chức lưu trữ trong hệ quản trị CSDL.
 Phân biệt dữ liệu GIS với dữ liệu bản đồ ?

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

10


1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.3. Dữ liệu
Mô hình dữ liệu không gian

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.4. Quy trình
Các quy trình được xây dựng cho việc:
- Thu thập và nhập dữ liệu;
- Lưu trữ dữ liệu;
- Truy vấn và phân tích dữ liệu không gian;
- Hiển thị và truy xuất dữ liệu không gian.

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

11


1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.5. Tổ chức

INTERNET

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.6. Con người
Người d ùng ngồi hệ thống
Ngườ
ngồ
thố

Người d ùng trong hệ thống
Ngườ
thố

Xử lý dữ
liệu
liệ
Nhập
Nhậ
dữ liệu
liệ

Xuất
Xuấ
dữ liệu
liệ

Cơ sở dữ
liệu
liệ

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

12


1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
1.3.6. Con người

1. Nhà phân tích bài toán thực
tế
Nhóùm 1
Nho

2. Chuyên viên kỹ thuật, quản
trị hệ thống GIS

Nhóùm 2
Nho

3. Người sử dụng GIS phục vụ
tác nghiệp hàng ngày

Nhóùm 3
Nho

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
Các chức năng của một hệ thống GIS:
- Thu thập và nhập dữ liệu;
- Lưu trữ dữ liệu;
- Truy vấn và phân tích dữ liệu không gian;
- Hiển thị và xuất dữ liệu không gian.

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

13


1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.1. Thu thập và nhập dữ liệu

Hồ sơ, bảng biểu

Bản đồ giấy

CSDL GIS

GDA
Thiết bị định
vị, GPS

CSDL
khác
SCADA

Ảnh viễn thám,
không ảnh
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.2. Tổ chức lưu trữ dữ liệu không gian địa lý
- Geodata File: Dữ liệu không
gian và thuộc tính độc lập nhau,
được tạo liên kết khi ứng dụng,
được tổ chức lưu trữ dưới dạng
tập tin, thư mục  1 người dùng
- Geodatabase: Dữ liệu không
gian và dữ liệu thuộc tính được
ràng buộc, liên kết với nhau và
được tổ chức lưu trữ thành một
khối thống nhất dưới dạng cơ sở

dữ liệu  đa người dùng

Data File

Geodatabase

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

14


1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu không gian địa lý

Truy vấn từ không gian

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu không gian địa lý

Truy vấn từ không gian tìm kiếm đối tượng
x

Vùng động vật
tập trung

x
x

Ô nhiễm

x

Quốc gia

x

Kết quả

2km

Sông

Kết quả

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

15


1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu không gian địa lý
Truy vấn từ thuộc tính

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu không gian địa lý

Thống kê

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

16


1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu không gian địa lý
Các kiểu phân tích dữ liệu không gian

Phân tích mạng

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu không gian địa lý
Các kiểu phân tích dữ liệu không gian

Phân tích bề mặt

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

17


1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu không gian địa lý
Các kiểu phân tích dữ liệu không gian

Phân tích chồng lớp

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian
Hiển thị trong các mô hình không gian 3 chiều

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

18


1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian
Hiển thị trong các bài toán phân tích, mô hình hóa

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian
Hiển thị trong các bài toán thống kê

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

19


1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian

Hiển thị trong các ứng dụng bản đồ số chuyên đề

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian
Hiển thị trong biên tập trình bày bản đồ

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

20


1.4. CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG GIS
1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian
Các dạng xuất dữ liệu
Hiển thị trên màn hình

Xuất dữ liệu số

Hiển thị trên
giấy

NETWORK

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS

GIS có khả năng ứng dụng đa ngành: Nông nghiệp,

Lâm nghiệp, Thủy văn, Địa chất, Quy hoạch sử dụng
đất, Quản lý tài nguyên thiên nhiên, Giám sát biến
động – sự cố môi trường, Đô thị, Giao thông, Cơ sở hạ
tầng,…

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

21


1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS
Ứng dụng GIS trong cải tạo nâng cấp đô thị Tp.HCM

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS
Ứng dụng GIS quy hoạch sử dụng đất

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

22


1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS
Quản lý môi trường Đồng Nai

Quản lý tài nguyên Bình Dương

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS
Quản lý môi trường lưu vưc sông Sài Gòn – Đồng Nai

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

23


1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS
Ứng dụng GIS giám sát đối tượng di động

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

24