ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ VIỄN THÁM TRONG SINH HỌC

1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC
ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ VIỄN THÁM
TRONG SINH HỌC

1. Thông tin về giảng viên:
- Họ và tên: Trần Văn Thuỵ
- Chức danh, học hàm, học vị: Tiến sỹ
- Thời gian, địa điểm làm việc:
8h đến 17h hàng ngày từ thứ 2 đến thứ 6
Phòng 228 nhà T1, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
- Địa chỉ liên hệ: Bộ môn Thực vật học, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa
học Tự nhiên, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
- Điện thoại, e-mail:
- Các hướng nghiên cứu chính: Địa Thực vật, Viễn thám và GIS trong nghiên
cứu Địa Thực vật
- Họ và tên: Đoàn Hương Mai
- Chức danh, học hàm, học vị: Thạc sỹ
- Thời gian, địa điểm làm việc:
8h đến 17h hàng ngày từ thứ 2 đến thứ 6
Phòng 227 nhà T1, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
- Địa chỉ liên hệ: Phòng Sinh thái học và Sinh học Môi trường, Khoa Sinh học,
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
- Điện thoại, e-mail:
- Các hướng nghiên cứu chính:

+ Qui hoạch sinh thái
+ Sinh thái học đất ngập nước
+ Toán sinh thái

2
2. Thông tin về môn học:
- Tên môn học: Ứng dụng GIS và viễn thám trong sinh học
- Mã môn học:
- Số tín chỉ: 02
- Giờ tín chỉ đối với các hoạt động học tập:
+ Nghe giảng lý thuyết trên lớp: 15
+ Làm bài tập trên lớp: 0
+ Thảo luận trên lớp: 0
+ Thực hành trong phòng thí nghiệm: 12
+ Thực tập thực tế ngoài trường: 0
+ Tự học: 03
- Đơn vị phụ trách môn học:
+ Phòng Sinh thái học và Sinh học Môi trường
+ Khoa Sinh học
- Môn học tiên quyết:
+ Tin học cơ sở
- Môn học kế tiếp:
3. Mục tiêu của môn học:
- Mục tiêu về kiến thức:
° Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hệ thống thông tin địa
lý (GIS) và viễn thám và những ứng dụng của nó trong nghiên cứu sinh
học.
° Môn học giới thiệu cho người học một phương pháp mới trong nghiên
cứu sinh học.
° Sau khi học xong môn học này kết hợp với một số phần mềm trong thực

hành, sinh viên có thể tích lũy cho mình một phương pháp mới.
° Môn học cũng đề cập đến ứng dụng hệ thống thông tin địa lý và viễn
thám có nghĩa là cách tiếp cận về phương pháp để giải quyết một vấn đề
sinh học.
- Mục tiêu về kĩ năng:
° sinh viên có được kỹ năng số hóa, thành lập được một bản đồ chuyên đề,
giải đoán ảnh vệ tinh và ảnh máy bay.
- Các mục tiêu khác (thái độ học tập…):



3
4. Tóm tắt nội dung môn học
Môn học được gói gọn trong 10 chương bao quát tất cả các kiến thức, gồm: Các
qui tắc cơ bản của GIS; Dữ liệu và Cơ sở dữ liệu; Cấu trúc cơ sở dữ liệu không gian;
Phân tích cơ sở dữ liệu không gian; Truy xuất và hiển thị dữ liệu GIS; Kiến thức cơ
bản về viễn thám; Các nguyên lý viễn thám; Dữ liệu dùng trong viễn thám; Giải đoán
ảnh; Ứng dụng GIS và viễn thám trong sinh học.
5. Nội dung chi tiết môn học
Chương 1. CÁC QUI TẮC CƠ BẢN CỦA GIS (2tiết)
1.1. Định nghĩa GIS
1.2. Tại sao GIS được cần đến?
1.3. Các chức năng yêu cầu đối với GIS
1.4. Các hệ thống máy tính cho GIS
1.5. GIS là một khoa học đa ngành
1.6. Các phạm vi ứng dụng của GIS
1.7. GIS đối với việc giải quyết các vấn đề
Chương 2. DỮ LIỆU VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU (2 tiết)
2.1. Mô hình vector và mô hình raster
2.2. Hình học và hình học topology của dữ liệu vector

2.3. Cấu trúc dữ liệu topology
2.4. Mối quan hệ topology giữa các vật thể trong không gian
2.5. Hình học và hình học topology của dữ liệu raster
2.6. Các đặc điểm topology của dữ liệu raster
2.7. Xây dựng mô hình dữ liệu chuyên đề
2.8. Cấu trúc dữ liệu cho mô hình bề mặt dạng số
Chương 3. CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÔNG GIAN (1 tiết)
3.1. Khái niệm về cơ sở dữ liệu
3.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu
3.3. Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu
3.4. Mô hinh ô vuông cành cây
3.5. Cơ sở dữ liệu quan hệ
3.6. CSDL hướng đối tượng
3.7. CSDL quan hệ giữa các đối tượng

4
Chương 4. PHÂN TÍCH CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÔNG GIAN (1 tiết)
4.1. Lưới chiếu bản đồ, hệ thống tọa độ và chuyển đổi không gian giữa các hệ
tọa độ
4.2. Phân tích không gian là gì?
4.3. Chức năng hỏi đáp
4.4. Chức năng phân loại lại
4.5. Chức năng coverage rebuilding
4.6. Chồng xếp dữ liệu raster
4.7. Chồng xếp dữ liệu vector
4.8. Phân tích tổng hợp
4.9. Phân tích và khảo sát hình dạng
Chương 5. TRUY XUẤT VÀ HIỂN THỊ DỮ LIỆU GIS (1 tiết)
5.1. Biểu đồ biến thiên
5.2. Tỷ lệ độ xám

5.3. Hệ thống màu
5.4. Biểu đồ về các thuộc tính
5.5. Ảnh màu
5.6. Các bản đồ nổi
5.7. Tầm nhìn
5.8. Thể hiện bản đồ cho một khu vực và phân tích tính nhạy cảm
Chương 6. KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ VIỄN THÁM (2 tiết)
6.1. Định nghĩa viễn thám
6.2. Đặc điểm của phản xạ điện từ
6.3. Phân loại phổ điện từ theo bước sóng
6.4. Các dạng viễn thám
6.5. Phản xạ
6.6. Phản xạ phổ của lớp phủ đất
6.7. Bức xạ mặt trời
6.8. Hoàn lưu khí quyển
Chương 7. CÁC NGUYÊN LÝ VIỄN THÁM (2 tiết)
7.1. Các loại sensor
7.2. Đặc điểm của các sensor

5
7.3. Các loại satellite sensor
7.4. Dạng thiết bị
7.5. Yếu tố quĩ đạo của vệ tinh
7.6. Quĩ đạo vệ tinh
7.7. Vệ tinh viễn thám
Chương 8. DỮ LIỆU DÙNG TRONG VIỄN THÁM (1 tiết)
8.1. Dữ liệu ảnh số
8.2. Đặc điểm hình học của dữ liệu ảnh
8.3. Định dạng của dữ liệu đa phổ
8.4. Dữ liệu liên quan

8.5. Hiệu chỉnh phổ
8.6. Dữ liệu mặt đất
8.7. Hệ thống định vị toàn c
ầu (GPS)
8.8. Dữ liệu bản đồ
8.9. Phương tiện ghi và lưu trữ dữ liệu
8.10. Tích hợp Viễn thám và GIS
Chương 9. GIẢI ĐOÁN ẢNH (2 tiết)
9.1. Khái niệm Giải đoán ảnh
9.2. Qui trình giải đoán
9.3. Lập thể
9.4. Yếu tố giải đoán
9.5. Khóa giải đoán
9.6. Ứng dụng giải đoán ảnh
Chương 10. ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG SINH HỌC (1 tiết)
10.1. Lập bản đồ hiện trạng và biến động thảm thực vật / lớp phủ theo thời gian
10.2. Thành lập bản đồ chỉ số thực vật (NDVI) từ ảnh vệ tinh
10.3. Lập bản đồ đa dạng sinh học bằng tích hợp viễn thám và GIS
10.4. Lựa chọn những vùng đất thích hợp cho phát triển nông nghiệp
10.5. Thành lập bản đồ lan truyền dịch bệnh
10.6. Phân tích nội suy ô nhiễm môi trường
10.7. Phân tích ảnh hưởng của số lượng, vị trí và kiểu đường bờ có ảnh hưởng
như thế nào đến dự di chuyển của một loài động vật?
10.8. Nghiên cứu ranh giới phân bố của các loài thực vật?

6
6. Học liệu:
Học liệu bắt buộc:
1. Nguyễn Ngọc Thạch, Nguyễn Đình Hòe, Trần Văn Thụy, Uông Đình Khanh, Lại
Vĩnh Cẩm, (1997). Viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên và môi trường. Nxb

Khoa học và Kỹ thuật HàNội, Hà Nội.
2. Nguyễn Ngọc Thạch, (2005). Cơ sở viễn thám. Nxb Nông nghiệp.
3. Đoàn Hương Mai, Mai Đình Yên, (2003). Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong
sinh thái học. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. ĐHQGHN. Tài liệu dịch gốc
(lưu hành nội bộ) từ cuốn: Carol A. Johnston, (1998). Geographic Information
Systems in Ecology. Methods in Ecology. Blackwell Science Ltd., 1998.
Học liệu tham khảo:
4. Hoàng Phương Nga, Nhữ Thị Xuân, (2004). Phương pháp nghiên cứu bằng bản đồ.
Sách biên dịch. Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội.
5. D.D., Gilbertson, M., Kent and F.B., Pyatt, (1989). Practical Ecology for Geography
and Biology. (Survey, mapping and dât analysis). London, Uniwin Hyman.
6. Tổng cục địa chính, 2000. Quy định kỹ thuật số hóa bản đồ địa hình. Nhà xuất bản
bản đồ.
7. Nguyễn Đình Dương và cs., (1999). Hướng dẫn thực hành xử lý ảnh số và GIS.
Viện Địa lý, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia.
8. Burrough, P. A., (1986). Principles of geographical information systems for land
resources assessment. Oxford University Press, Oxford, UK.
9. Maguire, D. J., Gooodchild, M. F., Rhind, D. W. (eds.), (1991). Geographical
information systems. Longman, Harlow.
10. Goossen, R., D'Haluin, E., Larnoe, G., (1991). Satellite image interpretation
(SPOT) for the survey of the ecological infrastructure in a small scaled landscape
(Kempenland, Belgium). Landscape Ecology 5: 175-182.
11. Shunji Murai, (1993). Remote Sensing Note. Japan Association on Remote
Sensing. Nihon Printing Co. Ltd., Tokyo, Japan.
12. Thomas M. Lillesand and Ralph W. Kiefer, (2000). Remote sensing and image
interpretation. John Wiley and Sons, Inc.



7

7. Hình thức tổ chức dạy học:
7.1. Lịch trình chung:
Nội dung
Hình thức tổ chức dạy học môn học
Tổng
Lên lớp
Thực hành,
thí nghiệm,
điền dã
Tự học, tự
nghiên
cứu
Lý
thuyết
Bài tập Thảo luận
Chương 1
1




1
Chương 2
2


1
1
4
Chương 3

2


1

3
Chương 4
2


2

4
Chương 5
1


2
1
4
Chương 6
1



1
2
Chương 7
1

1
Chương 8
1


2

3
Chương 9
2


2

4
Chương 10
2


2

4
Tổng
15


12

3
30

7.2. Lịch trình tổ chức dạy học cụ thể:
Tuần Nội dung chính
Yêu cầu sinh
viên chuẩn bị
Hình thức tổ
chức dạy học
Ghi
chú
1
- Các qui tắc cơ bản của GIS
Đọc tài liệu
tham khảo có
liên quan
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ

-
Mô hình vector và mô hình
raster
- Hình học và hình học topology
của dữ liệu vector
- Cấu trúc dữ liệu topology
- Mối quan hệ topology giữa các
vật thể trong không gian
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ

2
- Hình học và hình học topology
của dữ liệu raster
Đọc tài liệu
tham khảo có
liên quan
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ


8
- Các đặc điểm topology của dữ
liệu raster
- Xây dựng mô hình dữ liệu
chuyên đề
- Cấu trúc dữ liệu cho mô hình
bề mặt dạng số
- Thực hành xây dựng mô hình
dữ liệu chuyên đề
Thực hành
1 giờ tín chỉ

- Tự học số hóa bản đồ Tự học
1 giờ tín chỉ

3
- Cấu trúc cơ sở dữ liệu không
gian
Đọc tài liệu
tham khảo có

liên quan

Lý thuyết
2 giờ tín chỉ

4
- Thực hành xây dựng hệ thống
quản lý cơ sở dữ liệu bằng việc
xây dựng các mô hình. Số hóa
bản đồ (tiếp)
Tài liệu liên
quan
Thực hành
1 giờ tín chỉ

- Lưới chiếu bản đồ, hệ thống
tọa độ và chuyển đổi không gian
giữa các hệ tọa độ.
-
Phân tích không gian và các
chức năng phân tích không gian.
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ

5
- Chồng xếp dữ liệu raster và
vector
- Phân tích tổng hợp, phân tích
và khảo sát hình dạng.
Tài liệu liên

quan
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ

- Thực hành chuyển đổi không
gian giữa các hệ tọa độ và diễn
giải CSDL hướng đối tượng và
quan hệ giữa các đối tượng. Số
hóa bản đồ (tiếp).
Thực hành
1 giờ tín chỉ

6
- Thực hành chồng xếp dữ liệu
raster và dữ liệu vector. Khảo sát
hình dạng.
Tài liệu liên
quan
Thực hành
1 giờ tín chỉ

- Truy xuất và hiển thị dữ liệu
GIS
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ

7
- Thực hành xuất kết quả GIS
Tài liệu liên
Thực hành

9
quan
2 giờ tín chỉ
Tự học
1 giờ tín chỉ
8
- Kiến thức cơ bản về viễn thám
- Các nguyên lý viễn thám
Tài liệu liên
quan
Lý thuyết
2 giờ tín chỉ
Tự học
1 giờ tín chỉ

9
- Dữ liệu dùng trong viễn thám Tài liệu liên
quan
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ

- Thực hành tích hợp viễn thám
và GIS
Thực hành
1 giờ tín chỉ

10
- Thực hành tích hợp viễn thám

và GIS
Tài liệu liên
quan
Thực hành
2 giờ tín chỉ

11
- Khái niệm giải đoán ảnh và qui
trình giải đoán ảnh.
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ

- Lập thể, yếu tố giải đoán, khoá
giải đoán và ứng dụng giải đoán
ảnh
Tài liệu liên
quan
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ

12
- Thực hành giải đoán ảnh vệ
tinh
Thực hành
2 giờ tín chỉ

13
- Thực hành giải đoán ảnh máy
bay
Tài liệu liên

quan
Thực hành
1 giờ tín chỉ

- Ứng dụng GIS và viễn thám
trong sinh học
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ

14
- Ứng dụng GIS và viễn thám
trong sinh học
Lý thuyết
1 giờ tín chỉ

- Thực hành ứng dụng GIS và
viễn thám trong sinh học
Thực hành
1 giờ tín chỉ

15
- Thực hành ứng dụng GIS và
viễn thám trong sinh học
Đọc tài liệu liên
quan
Thực hành
2 giờ tín chỉ


8. Yêu cầu của giảng viên đối với môn học

- Yêu cầu của giảng viên về điều kiện để tổ chức giảng dạy môn học như:

10
• Giảng đường cần có bộ máy tính và máy chiếu projector, microphone và
loa
• Phòng máy: đủ máy cho sinh viên thực hành trong 12 tiết có chia nhóm.
Các máy tính đều phải có tốc độ xử lý cao và được kết nối với máy chủ.
- Yêu cầu của giảng viên đối với sinh viên như: sự tham gia học tập trên lớp, quy
định về thời hạn, chất lượng làm các bài tập về nhà, …
• Sinh viên phải có mặt trên lớp nghe giảng lý thuyết đủ 80% tổng số giờ
lên lớp, nếu sinh viên nghỉ học trên 20% số giờ nghe giảng lý thuyết thì
sẽ không được dự thi cuối kỳ và coi như không đạt yêu cầu môn học,
phải học lại trong những học kỳ tiếp theo.
• Sinh viên phải tự khai thác kiến thức online
• Sinh viên phải tuân thủ đầy đủ theo chỉ dẫn của giảng viên về phương
pháp đọc tài liệu, chia nhóm, làm việc theo nhóm phải đáp ứng đủ tiêu
chí đánh giá của các bài thực hành, các bài kiểm tra giữa kỳ và cuối kỳ.
• Sinh viên nghỉ thi phải có giấy phép hợp lệ và được sự đồng ý của giáo
viên/ người hướng dẫn thực hành.


9. Phương pháp và hình thức kiểm tra đánh giá môn học:
9.1. Các loại điểm kiểm tra và trọng số của từng loại điểm
- Điểm thực hành (tính trung điểm trung bình của các bài thực tập) chiếm
20% trọng số điểm môn học.
- Điểm kiểm tra giữa kỳ chiếm 20% trọng số điểm môn học
- Điểm thi cuối kỳ chiếm 60% trọng số điểm môn học
9.2. Lịch thi và kiểm tra (kể cả thi lại)
- Bài kiểm tra thực hành sẽ được thực hiện vào cuối mỗi buổi
- Bài thi giữa kỳ diễn ra vào cuối tuần thứ 7

- Thi cuối kỳ vào thời gian sau tuần 15
9.3. Tiêu chí đánh giá các loại bài tập và nhiệm vụ mà giảng viên giao cho sinh
viên.

11
- Bài kiểm tra thực hành: đánh giá kiến thức và kỹ năng số hóa bản đồ, biên
tập và xuất một bản đồ chuyên đề, giải đoán ảnh máy bay và ảnh vệ tinh
có độ phân giải cao bằng mắt thường.
- Bài thi giữa kỳ và cuối kỳ: điểm được cho theo thang điểm mười dựa trên
đáp án của giảng viên.