Tìm hiểu về hệ thống GIS và ứng dụng trong ngành điện

LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, sự
giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù là trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ
khi bắt đầu học tập ở giảng đường Đại Học đến nay, chúng em đã nhận được rất nhiều sự
quan tâm, giúp đỡ của Thầy Cô, gia đình và bạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến Thầy Cô ở Khoa Công Nghệ
Thông Tin – trường Đại Học Điện Lực đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền
đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Và đặc biệt,
trong kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học rất hữu ích đối với
sinh viên ngành Công Nghệ Thông Tin. Đó là môn: “Thực tập Các hệ thống thông tin điện
lực”.
Chúng em xin chân thành cám ơn cô giáo: Tiến Sĩ: Nguyễn Thị Thanh Tân đã tận tâm
hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận
về môn học. Trong thời gian được học tập và thực hành dưới sự hướng dẫn của thầy cô,
chúng em không những thu được rất nhiều kiến thức bổ ích, mà còn được truyền sự say mê
và thích thú đối với bộ môn “Thực tập Các hệ thống thông tin điện lực”. Nếu không có
những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy cô thì chúng em nghĩ đồ án này của chúng em rất
khó có thể hoàn thành được.
Mặc dù đã rất cố gắng hoàn thiện đồ án với tất cả sự nỗ lực, tuy nhiên, do bước đầu đi
vào thực tế, tìm hiểu và xây dựng đồ án trong thời gian có hạn, và kiến thức còn hạn chế,
nhiều bỡ ngỡ, nên đồ án “Tìm hiểu về hệ thống GIS và ứng dụng trong ngành điện” chắc
chắn sẽ khôn thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự quan tâm,
thông cảm và những đóng góp quý báu của các thầy cô và các bạn để đồ án này ngày càng
hoàn thiện hơn.
Sau cùng, chúng em xin kính chúc các thầy cô trong Khoa Công Nghệ Thông Tin dồi
dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến
thức cho thế hệ mai sau.
Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2015
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Trọng Cường
Nguyễn Công Khanh

MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
STT Từ viết tắt Ý nghĩa
1 HTTT Hệ thống thông tin (Information System - IS)
2 GIS Geographical Information Systems (Hệ thống thông tin địa
lý)
3 CSDL Cơ sở dữ liệu
4 HTTTDL Hệ thống thông tin địa lý
5 VDU Visual Display Unit – màn hình máy tính
6 DBMS Database Management System – hệ quản trị cơ sở dữ liệu
7 TIN Triangular Irregular Networks – mạng lưới tam giác không
đều
8 GPS Global Positoning System – hệ thống định vị toàn cầu
DANH MỤC CÁC HÌNH
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, Công Nghệ Thông Tin là một ngành rất phát triển trong xã hội. Nó được
ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành, lĩnh vực khác nhau và đạt được hiệu quả cao trong
cuộc sống. Tin học hóa được xem như một trong những yếu tố mang tính quyết định trong
các hoạt động kinh doanh, dịch vụ, xã hội, khoa học, giáo dục,…Ứng dụng công nghệ thông
tin đóng vai trò hết sức quan trọng, có thể tạo ra các bước đột phá.
Từ vài thập niên trở lại đây, công nghệ hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographical
Information Systems) đã có những bước phát triển và ứng dụng không chỉ trong lĩnh vực địa
lý mà trong nhiều lĩnh vực khác của khoa học và của cuộc sống hàng ngày như: đô thị hóa,
thuơng mại, phát triển cơ sở hạ tầng, bản đồ điện tử, hoạt động quân sự, mạng lưới điện,…
Hiểu cách đơn giản nhất, GIS bao gồm các lớp thông tin về một địa điểm nhằm tăng thêm
khả năng hiểu biết về địa điểm này.
Lý do chọn đề tài:
Thông tin địa lý là những thông tin quan trọng để đưa ra quyết định một cách nhanh
chóng. Các phân tích GIS phụ thuộc vào chất lượng, giá trị và tính tương thích của các dữ

liệu địa lý dạng số. Việc chia sẻ dữ liệu sẽ kích thích sự phát triển các nhu cầu về sản phẩm
và dịch vụ GIS. GIS đã được công nhận là một hệ thống với nhiều lợi ích không chỉ trong
các công tác thu thập đo đạc địa lý mà còn trong các công tác điều tra thiên nhiên, phân tích
hiện trạng, quản lý hạ tầng giao thông vận tải, quản lý hạ tầng lưới điện…
Hiện nay, đời sống kinh tế tăng, kéo theo các nhu cầu về điện tăng theo, cơ sở hạ tầng
lưới điện rất lớn trên toàn quốc. Áp dụng GIS vào hệ thống điện trong việc quản lý hệ thống
thông tin điện lực là rất cần thiết, nâng cao năng lực quản lý nhà nước về mạng lưới điện.
Tên đề tài:
“Tìm hiểu về hệ thống GIS và ứng dụng trong ngành điện” .
Mục đích nghiên cứu: Hỗ trợ quản lý hiện trạng hệ thống thông tin điện lực.
Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống GIS, hệ thống thông tin điện lực.
Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu về hệ thống thông tin địa lý GIS và ứng dụng trong
hệ thống điện trong việc quản lý hệ thống thông tin điện lực.
Phương pháp nghiên cứu: kết hợp nghiên cứu lý thuyết và tìm hiểu về hệ thống
thông tin điện lực.
CẤU TRÚC ĐỀ TÀI
Lời mở đầu: nêu rõ mục đích, ý nghĩa khi chọn đề tài.
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin điện lực
o Khái niệm hệ thống thông tin điện lực.
o Cấu trúc và cơ sở hạ tầng hệ thống thông tin điện lực.
Chương 2: Tổng quan về GIS
o Hệ thống thông tin địa lý GIS.
o Các thành phần của GIS.
o Cách thức làm việc GIS.
o Nhiệm vụ của GIS.
o Dữ liệu cho GIS.
o Ứng dụng của GIS.
Chương 3: Ứng dụng ứng dụng trong hệ thống điện trong việc quản lý hệ thống
thông tin điện lực
o Ứng dụng trong hệ thống thông tin điện lực Phú Thọ.

Kết luận: Kết quả đạt được và phương hướng phát triển.
8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC
1.1. Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin điện lực.
1.1.1. Khái niệm hệ thống
Trong các hoạt động của con người, các thuật ngữ như hệ thống triết học, hệ
thống pháp luật, hệ thống kinh tế, hệ thống thông tin đã trở nên quen thuộc. Một cách
đơn giản và vấn tắt, ta có thể hiểu: Hệ thống là một tập hợp vật chất và phi vật chất
như người, máy móc, thông tin, dữ liệu, các phương pháp xử lý, các qui tắc, quy trình
xử lý, gọi là các phần tử của hệ thống. Trong hệ thống, các phần tử tương tác với nhau
và cùng hoạt động để hướng tới mục đích chung.
1.1.2. Khái niệm thông tin
Là một loại tài nguyên của tổ chức, phải được quản lý chu đáo giống như mọi tài
nguyên khác. Việc xử lý thông tin đòi hỏi chi phí về thời gian, tiền bạc và nhân lực.
Việc xử lý thông tin phải hướng tới khai thác tối đa tiềm năng của nó.
1.1.3. Khái niệm về hệ thống thông tin (HTTT)
Hệ thống thông tin (Information System - IS) là một hệ thống mà mục tiêu tồn tại của
nó là cung cấp thông tin phục vụ cho hoạt động của con người trong một tổ chức nào
đó. Ta có thể hiểu hệ thống thông tin là hệ thống mà mối liên hệ giữa các thành phần
của nó cũng như mối liên hệ giữa nó với các hệ thống khác là sự trao đổi thông tin.
Hình 1.1.3.1.1: Biểu diễn mối liên hệ các thành
phần trong hệ thống thông tin.
Hệ thống thông tin là một hệ thống bao gồm con người, dữ liệu, các quy trình và
công nghệ thông tin tương tác với nhau để thu thập, xử lý, lưu trữ và cung cấp thông
9
tin cần thiết ở đầu ra nhằm hỗ trợ cho một hệ thống. Hệ thống thông tin hiện hữu dưới
mọi hình dạng và quy mô.
Hệ thống thông tin trong một tổ chức có chức năng thu nhận và quản lý dữ liệu
để cung cấp những thông tin hữu ích nhằm hỗ trợ cho tổ chức đó và các nhân viên,
khách hàng, nhà cung cấp hay đối tác của nó. Ngày nay, nhiều tổ chức xem các hệ

thống thông tin là yếu tố thiết yếu giúp họ có đủ năng lực cạnh tranh và đạt được
những bước tiến lớn trong hoạt động. Hầu hết các tổ chức nhận thấy rằng tất cả nhân
viên đều cần phải tham gia vào quá trình phát triển các hệ thống thông tin. Do vậy,
phát triển hệ thống thông tin là một chủ đề ít nhiều có liên quan tới bạn cho dù bạn có
ý định học tập để trở nên chuyên nghiệp trong lĩnh vực này hay không.
Các HTTT có thể được phân loại theo các chức năng chúng phục vụ.
• Hệ thống xử lý giao dịch (Transaction processing system - TPS) là một hệ thống thông
tin có chức năng thu thập và xử lý dữ liệu về các giao dịch nghiệp vụ.
• Hệ thống thông tin quản lý (Management information system - MIS) là một hệ thống
thông tin cung cấp thông tin cho việc báo cáo hướng quản lý dựa trên việc xử lý giao
dịch và các hoạt động của tổ chức.
• Hệ thống hỗ trợ quyết định (Decision support system - DSS) là một hệ thống thông tin
vừa có thể trợ giúp xác định các thời cơ ra quyết định, vừa có thể cung cấp thông tin
để trợ giúp việc ra quyết định.
• Hệ thống thông tin điều hành (Excutive information system - EIS) là một hệ thống
thông tin hỗ trợ nhu cầu lập kế hoạch và đánh giá của các nhà quản lý điều hành.
• Hệ thống chuyên gia (Expert System) là hệ thống thông tin thu thập tri thức chuyên
môn của các chuyên gia rồi mô phỏng tri thức đó nhằm đem lại lợi ích cho người sử
dụng bình thường.
• Hệ thống truyền thông và cộng tác (Communication and collaboration system) là một
hệ thống thông tin làm tăng hiệu quả giao tiếp giữa các nhân viên, đối tác, khách hàng
và nhà cung cấp để củng cố khả năng cộng tác giữa họ.
• Hệ thống tự động văn phòng (Office automation system) là một hệ thống thông tin hỗ
trợ các hoạt động nghiệp vụ văn phòng nhằm cải thiện luồng công việc giữa các nhân
viên.
1.2. Cấu trúc và cơ sở hạ tầng hệ thống thông tin điện lực.
Căn cứ trên kết cấu hiện có của Hệ thống thông tin Điện Lực Việt Nam, ta có thể
nghiên cứu cấu trúc của HTTT Điện Lực Việt Nam theo mô hình phân lớp. Theo mô
10
hình này, cấu trúc Hệ thống thông tin Điện Lực Việt Nam được phân thành 3 lớp rõ

rệt.
Lớp thứ nhất: là mạng đường trục chính (bachbone).
Lớp thứ hai: là mạng đường trục các khu vực bắc, trung, nam.
Lớp thứ ba: là mạng con, các mạch nhánh.
Với mỗi lớp có các đặc điểm riêng về chức năng hay kết cấu, thể hiện nét đặc
trưng riêng.
1.2.1. Mạng đường trục chính (bachbone)
Mạng đường trục chính sử dụng kênh truyền dẫn cáp quang dung lượng 2.5 gbps,
nó có tính chất là đường xương sống của HTTT điện lực, với tính chất trải dài dọc theo
đất nước qua ba miền Bắc – trung - nam từ điểm nút đầu tiên là trung tâm điều độ
quốc gia A0 (Hà Nội) và điểm nút cuối là trung tâm điều độ điện lực miền Nam A2
(thành phố Hồ Chí Minh).
Các nút trên đường trục chính được trang bị thiết bị truyền dẫn SDH/STM 16,
thiết bị chuyển mạch đường trục PCM-16, các loại tổng đài PABX, gồm các nút sau:
TT Tên nút Thiết bị truyền dẫn Tổng đài Ghi chú
1 A0 SDH/STM-16 Plexicom-6000 TTĐĐ quốc gia
2 Hà Đông SDH/STM-16 Acatel-4400 Trạm 220kV
3 Hoà Bình SDH/STM-16 Acatel-4000 Trạm 500kV
4 Hà Tĩnh SDH/STM-16
Acatel-4300
Plexicom-6000
Trạm 500kV
5 Đà Nẵng SDH/STM-16
Acatel-4300
Plexicom-6000
Trạm 500kV
6 Playku SDH/STM-16 Acatel-4300 Trạm 500kV
7 Phú Lâm SDH/STM-16
Acatel-4300
Plexicom-6000

Trạm 500kV
8 A2 SDH/STM-16 Plexicom-6000 TTĐĐ miền Nam
Bảng 1.1: Các loại tổng đài và thiết bị truyền dẫn trên đường trục thông tin Bắc-Nam.
11
Hình 1.2.1.1.1: Sơ đồ kết cấu mạng.
Mạng đường trục chính (bachbone) HTTT Điện Lực Việt Nam
Mạng đường trục chính kết nối các các trung tâm điều độ A0, A1, A2, A3, các
trạm biến áp 500 kV bắc-trung-nam. Các nút thông tin trên mạng đường trục tạo thành
năm mạch vòng (ring) như sau:
 Ring 1: A0 - Nho Quan: gồm các trạm: A0 - Hoà Bình - Nho Quan.
 Ring 2: Nho Quan – Hà Tĩnh, gồm các trạm: Nho Quan - Thanh Hoá - Nghệ An - Hà
Tĩnh.
 Ring 3: Hà Tĩnh - Đà Nẵng, gồm: Hà Tĩnh - Quảng Bình - Quảng Trị - Huế - Đà
Nẵng.
 Ring 4: Đà Nẵng – Pleiku, gồm: Đà Nẵng - Quảng Nam – Kontum – Pleiku.
 Ring 5: Pleiku - A2, gồm: Pleiku – Kontum – Cujut – Dacklac - Bình Dương - Phú
Lâm - A2.
Các ring được thể hiện trên hình 1.2 như sau:
12
Hình 1.2.1.1.2: Các ring trên đường trục
chính.
1.2.1. Mạng đường khu vực
Mạng đường trục khu vực của HTTT Điện Lực Việt Nam, được chia làm 3 miền
Bắc, trung, nam. Mạng đường trục này nối các nút thông tin trong khu vực với các nút
các nút thông tin trên đường trục chính. Các nút thông tin khu vực là các TBA-110,
TBA-220 quan trọng, các nhà máy điện lớn, các điện lực.
Mạng đường trục sử dụng các kênh truyền dẫn quang, vi ba, PLC, hiện nay do
nhu cầu thông tin không ngừng thay đổi với xu hướng ngày một nhiều hơn, để đáp ứng
được kênh truyền đã đưa đến một xu thế dần thay thế các kênh PLC bằng các kênh dẫn
quang như các tuyến Hoà Bình – Việt Trì, Thái Nguyên – Sóc Sơn, Mộc Châu - Hoà

Bình, Mộc Châu - Sơn La, , điều này đồng nghĩa với việc mở rộng các đường trục
chính mạng thông tin khu vực.
Việc thay thế dần các kênh truyền dẫn PLC bằng các kênh truyền dẫn quang đã
cải thiện đáng kể về dung lượng đường truyền và nâng cao tính ổn định và tin cậy cho
các tuyến thông tin.
13
Xét về mặt địa lý, chia mạng đường trục khu vực thành 3 phần (bắc, trung, nam)
nhưng nếu xét về mặt kỹ thuật thì mạng đường trục của 3 khu vực này tương đối giống
nhau.
Trên thực tế sơ đồ ghép nối các kênh truyền dẫn của mạng đường trục khu vực
được thể hiện như sau:
Mạng đường trục miền Nam
Mạng đường trục miền Nam liên kết các nút thông tin đặt tại các khu vực như:
trung tâm viễn thông điện lực 4 (TTĐ4), ga Vòng Tàu, các trạm điện 220kV quan
trọng như: Long Thành, Long Bình, các nhà máy điện lớn như: Phú Mỹ 1, Phú Mỹ 2,
Đa Nhim, Thác Mơ, Trị An, Hàm Thuận, Đa My, Thủ Đức, Hoà Phước. Mạng đường
trục này được nối với mạng trục chính qua 2 nút là trạm 500kV Phú Lâm và trung tâm
điều độ điện lực miền Nam (A2).
Hình 1.2.1.1.3: Mô tả toàn bộ mạng đường
trục khu vực này và các nút thông tin quan
trọng.
Mạng đường trục HTTT điện lực khu vực miền Nam
Mạng đường trục khu vực miền Nam hiện nay đạng sử dụng các kênh truyền
quang, viba, PLC, nối các nút thông tin, toàn bộ các kênh truyền và các nút đó thông
tin được thống kê trong bảng sau:
TT Nút đầu Nút cuối Loại kênh truyền dẫn
1 TTĐ4 500kV Phú Lâm vi ba
2 Phú Mỹ 1 500kV Phú Lâm cáp quang
14
Phú Mỹ 2

3 220kV Long Bình NMĐ Thủ Đức vi ba
4 220kV Long Bình ga Vòng Tàu vi ba
5 220kV Long Bình NMĐ Đa My vi ba
6 220kV Long Bình NMĐ Trị An vi ba
7 220kV Long Bình A2 vi ba
8 NMĐ Hoà Phước A2 vi ba
9 NMĐ Hàm Thuận NMĐ Đa My vi ba
10 NMĐ Thác Mơ NMĐ Trị An vi ba
11 220 Long Bình NMĐ Đa Nhim vi ba
Bảng 1.2: Các nút thông tin, kênh truyền dẫn trên mạng đường trục miền Nam.
Mạng đường trục miền Trung
Mạng đường trục miền Trung liên kết các nút thông tin đặt tại các khu vực như:
trung tâm viễn thông điện lực 2 (TTĐ2), trung tâm viễn thông điện lực 3 (TTĐ3),
trung tâm điều độ điên lực 3 (A3). Các trạm điện quan trọng như: Ialy, Hưng Đông,
Nghi Sơn, Ba Trè, nói 1, trạm 110kV Thanh Hoá, Bỉm Sơn. Mạng đường trục này
được nối với mạng trục chính qua 3 nút, trạm 500 kV Hà Tĩnh, trạm 500kV Đà Nẵng,
trạm 500kV Playku.
Hình 1.2.1.1.4: Mô tả toàn bộ mạng đường
trục khu vực này và các nút thông tin quan
trọng.
Mạng đường trục HTTT điện lực khu vực miền Trung
15
Mạng đường trục khu vực miền Trung hiện nay đạng sử dụng các kênh truyền
quang, viba, PLC, nối các nút thông tin, toàn bộ các kênh truyền và các nút đó thông
tin được thống kê trong bảng sau.
TT Nút đầu Nút cuối Loại kênh truyền dẫn
1 500kV Playku 500kV Ialy cáp quang
2 TTĐ3 500kV Playku vi ba
3 TTĐ4 A3 cáp quang
4 A3 500kV Đà Nẵng vi ba và cáp quang

5 điện lực Nghệ An 500kV Hà Tĩnh vi ba
6 trạm Hưng Đông 500kV Hà Tĩnh PLC
7 trạm Hưng Đông trạm Nghi Sơn PLC
8 trạm Ba Chè trạm nối 1 cáp quang
9 trạm Ba Chè 220kV Ninh Bình cáp quang
10 trạm Ba Chè điện lực Thanh Hoá vi ba
11 trạm Ba Chè trạm Nghi Sơn PLC
12 trạm Ba Chè 100kV Thanh Hoá cáp quang
13 110kV Bỉm Sơn 100kV Thanh Hoá cáp quang
Bảng 1.3: Các nút thông tin và kênh truyền dẫn trên mạng đường trục miền
Trung.
Mạng đường trục miền Bắc
Mạng đường trục miền Bắc, hình 1.5, trên mạng khu vực này các nút thông tin
quan trọng được nối với mạng trục chính qua 3 nút, trạm 500 kV Hoà Bình, trạm 200
kV hà đông, trung tâm điều độ quốc gia (A0), trung tâm điều độ miền Bắc (A1), trung
tâm thông tin điện lực miền Bắc (VT1). các nút của mạng đường trục miền Bắc gồm
các nút sau:
Nút tại trạm 220kV quan trọng: Ninh Bình, Nam Định, Thái Bình, Boà Bình,
Mai Động, Hà Đông, Việt Trì, Thái Nguyên, Tràng Bạch,
Nút tại các nhà máy điện quan trọng: Hoà Bình, Ninh Bình, Phả Lại 1, 2, Uông
Bí, Thác Bà. Toàn bộ các tuyến thông tin và các nút trên đường trục khu vực miền Bắc
được thể hiện trên hình 1.5.
16
Hình 1.2.1.1.5: Các tuyến thông tin và các nút
trên đường trục khu vực miền Bắc
Mạng đường trục HTTT điện lực khu vực miền Bắc.
Mạng đường trục khu vực miền Bắc hiện nay đạng sử dụng các kênh truyền
quang, viba, PLC, nối các nút thông tin, toàn bộ các kênh truyền và các nút đó thông
tin được thống kê trong bảng sau:
TT Nút đầu Nút cuối Loại kênh truyền dẫn

1 500kV Hoà Bình TĐ.Hoà Bình cáp quang
2 500kV Hoà Bình 110kV Mộc Châu PLC, cáp quang
3 500kV Hoà Bình 220kV Việt Trì cáp quang
4 500kV Hoà Bình Ba Chè vi ba
5 500kV Hoà Bình 220kV Hà Đông vi ba, cáp quang
6 220kV Hà Đông 220kV Mai Động cáp quang
7 A0 220kV Mai Động cáp quang
8 A0 220kV Hà Đông vi ba
17
9 A0 220kV Đông Anh cáp quang
10 A0 220kV Chèm cáp quang
11 220kV Đông Anh 110kV Sóc Sơn cáp quang
12 110kV Sóc Sơn Bắc Giang cáp quang, PLC
13 110kV Sóc Sơn 110kV Tuyên Quang PLC
14 110kV Tuyên Quang TĐ.Thác Bà PLC
15 110kV sóc sơn Gò Đầm cáp quang
16 Gò Đầm Thái Nguyên cáp quang
17 Bắc Giang NĐ.Phả Lại 1, 2 cáp quang, PLC
18 NĐ.Phả Lại 1,2 220kV Tràng Bạch PLC
19 220kV Tràng Bạch 220kV Vật Cách PLC
20 Ba Chè 220kV Ninh Bình cáp quang
21 220kV Ninh Bình 220kV Nam Định cáp quang
22 220kV Thái Bình 220kV Nam Định cáp quang
23 220kV Hải Phòng 220kV Thái Bình cáp quang
24 220kV Ninh Bình NĐ.Ninh Bình cáp quang, viba
25 220kV Vật Cách 220kV Hoành Bồ cáp quang
Bảng 1.4: Các nút thông tin và kênh truyền đẫn trên mạng đường trục miền Bắc.
1.2.2. Mạng nhánh
Mạng nhánh là các tuyến thông tin có dung lượng nhỏ thực hiện nhiệm vụ kết nối
các công trình điện với các nút thông tin mạch đường trục khu vực. các nút thông tin

mạch nhánh bao gồm các nhà máy điện có công suất nhỏ, các tba - 220kV nhánh cụt
hoặc có vị trí địa lý hẻo lánh cự ly liên lạc xa, các tba -110kV, các công ty điện lực, các
điều độ điện lực địa phương.Phương tiện truyền dẫn sử dụng tại các nhánh này là PLC
hoặc kênh dẫn quang hoặc vi ba.
18
Hình 1.2.1.1.6: Mạng nhánh HTTT điện lực
khu vực miền Bắc.
Ở mạch nhánh trên các nút thông tin kiên kết với nhau bằng kênh thông tin viba
và PLC, các nhánh này ghép nối vào mạng đường trục khu vực thông qua hai nút
thông tin Mai Động và Phả Lại.
19
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ GIS
2.1. Hệ thống thông tin địa lý GIS
2.1.1. GIS là gì?
GIS ( Geographical Information Systems – Hệ thống thông tin địa lý) được hình
thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi cho đến nay, là một công cụ máy
tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực trên trái đất. Công nghệ
GIS kết hợp các thao tác CSDL thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân
tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung
cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông
tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau
( phân tích các sự kiện, dự đoán động tác và hoạch định chiến lược).
Ngày nay, GIS là một ngành công nghiệp hàng tỷ đô la với sự tham gia của hàng
trăm nghìn người trên toàn thế giới. Các chuyên gia của mọi lĩnh vực đều nhận thức
được những ưu điểm của sự kết hợp công việc của họ và GIS.
2.1.2. GIS với Việt Nam
Ở nước ta, mặc dù được biết đến từ khá sớm, nhưng mãi đến sau năm 2000.
Hàng loạt chương trình GIS với sự tham gia của các trường đại học, viện nghiên cứu,
các chuyên gia trong và ngoài nước đã được triển khai. Trong đó tiểu biểu phải kể đến
Dự án quản lý nước sạch ở Hà Nam, Dự án quản lý nước ở Hòa Bình, Dự án thử

nghiệm trong quản lý khách du lịch ở động Phong Nha hay Dự án hợp tác với đại học
Quản Nam làm về GIS của các chuyên gia Nhật Bản, Dự án quản lý lưới điện tỉnh Phú
Thọ…
2.1.3. Mô hình công nghệ GIS
.
Hình 2.1 : Mô hình công nghệ Gis
Dữ liệu
vào
Dữ liệu ra
Quản lý
dữ liệu
Xử lý dữ
liệu
Phân tích và
mô hình
20
Dữ liệu vào: dữ liệu được nhập từ các nguồn khác nhau như: biểu diễn dữ liệu,
máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp…
Quản lý dữ liêu: sau khi dữ liệu được thu thập tổng hợp, GIS cần cung cấp cá
thiết bị có thể lưu và bảo trì dữ liệu nhằm đảm bảo: bảo mật số liệu, tích hợp số liệu,
lọc và đánh giá số liệu, khả năng duy trì. GIS lưu thông tin thế giới thực thành các tầng
dữ liệu riêng biệt, các tầng này đặt trong cùng mộ hệ trục tọa độ và chúng có khả năng
liên kết với nhau.
Xử lý dữ liệu: các thao tác xử lý dữ liệu được thực hiện để tạo ra thông tin. Nó
giúp cho người sử dụng quyết định cần làm tiếp công việc gì. Kết quả cảu xử lý dữ
liệu là tạo ra các ảnh, báo cáo và bản đồ.
Phân tích và mô hình: số liệu tổng hợp và chuyển đổi chỉ là một phần của GIS.
Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về mặt định tính và định
lượng thông tin đã thu thập.
Dữ liệu ra: một trong các phương diện công nghệ GIS là sự thay đổi của các

phương pháp khác nhau trong đó thông tin có thể hiển thị khi nó được xử lý bằng GIS.
Các phương pháp truyền thống là bảng và đồ thị có thể cung cấp bằng các bản đồ và
ảnh 3 chiều.
2.2. Các thành phần của GIS
GIS được hình thành bởi 5 thành phần chính là: phần cứng, phần mềm, dữ liệu,
cong người, phương pháp.
21
Hình 2.2 :Các thành phần của Gis
1.1.1. Phần cứng
Là hệ thống máy tính trên đó có một hệ GIS hoạt động. Ngày nay, phần mềm
GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm đến các
máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng.
Là các máy tính điện tử: PC, mini Computer, MainFrame,… là các thiết bị mạng
cần thiết khi triển khai GIS trên môi trường mạng. GIS cũng đòi hỏi các thiết bị ngoại
vi đặc biệt cho việc nhập và xuất dữ liệu như: máy số hóa ( digitizer), máy vẽ
( plotter), máy quét ( scanner),…
2.2.1. Phần mềm
Hệ thống phần mềm GIS rất đa dạng. Mỗi công ty xây dựng GIS đều có phần
mềm riêng của mình. Tuy nhiên, có một dạng phần mềm mà các công ty phải xây
dựng là DBMS địa lý. Dạng phần mềm này nhằm mục đích nâng cao khả năng cho các
phần mềm CSDL thương mại trong việc: sao lưu dữ liệu, định nghĩa bảng, quản lý các
giao dịch do đó ta có thể lưu các dữ liệu đồ địa lý duới dạng các đối tượng hình học
trực tiếp trong các cột của bảng quan hệ và nhiều công việc khác.
Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và công cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích
và hiển thị thông tin địa lý. Các thành phần chính trong phần mềm GIS là:
- Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý.
- DBMS ( Database Management System).
- Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý.
- Giao diện đồ họa người dùng (Graphical User Interface) để truy cập các công
cụ dễ dàng.

2.2.2. Dữ liệu
Là thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS. Các dữ liệu địa lý và dữ liệu
thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung
cấp dữ liệu thương mại. Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu
khác, thậm chí có thể dùng DBMS để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu.
Gồm 2 loại:
- Dữ liệu không gian ( spatial) cho ta biết kích thước vật lý và vị trí địa lý của
các đối tượng trên bề mặt trái đất.
22
- Dữ liệu thuộc tính ( non - spatial) là các dữ liệu ở dạng văn bản cho ta biết
thêm thông tin thuộc tính của đối tượng.
Hình 2.2.2.1.1: Cơ sở dữ liệu GIS
2.2.3. Con người
Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống
và phát triển ứng dụng GIS trong thực tế. Người sử dụng GIS có thể là những chuyên
gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải
quyết các vấn đề trong công việc.
Người dùng GIS là những người sử dụng các phần mềm GIS để giải quyết các
bài toán không gian theo mục đích của họ. Họ thường là những người được đào tạo tốt
về lĩnh vực GIS hay là các chuyên gia.
- Người xây dựng bản đồ.
- Người xuất bản.
- Người phân tích.
- Người xây dựng dữ liệu.
- Người quản trị CSDL.
- Người thiết kế CSDL.
2.2.4. Phương pháp
Một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được mô
phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức.
2.3. Cách thức làm việc của GIS

GIS lưu giữ thông tin về thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề có
liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý.
23
2.3.1. Tham khảo địa lý
Các thông tin địa lý hoặc chứa những tham khảo địa lý hiện ( kinh độ, vĩ độ, tọa
độ lưới quốc gia…), hoặc chứa những tham khảo địa lý ẩn ( địa chỉ, mã bưu điện, tên
vùng điều tra dân số, bộ dịnh dạng các khu vực rừng hoặc tên đường…). Mã hóa địa lý
là quá trình tự động thường được dùng để tạo ra các tham khảo địa lý hiện ( vị trí bội)
từ các tham khảo địa lý ẩn. Các tham khảo địa lý cho phép định vị đối tượng và sự
kiện trên bề mặt trái đất phục vụ mục đích phân tích.
2.3.2. Mô hình Vector và Raster
HTTTDL làm việc với hai dạng mô hình dữ liệu địa lý khác nhau về cơ bản: mô
hình Vector và mô hình Raster.
2.3.2.1. Mô hình Vector
Trong mô hình Vector, thông tin về địa điểm, đường và vùng được mã hóa và lưu
dưới dạng tập hợp các tọa độ x, y. Vị trí của đối tượng điểm, như lỗ khoan, có thể được
biểu diễn bở một tọa độ đơn x, y. Đối tượng dạng đường, như đường giao thông, sông
suối, có thể được lưu dưới dạng tập hợp các tọa độ điểm. Đối tượng dạng vùng, như
khu vực buôn bán hay vùng lưu vực sông, được lưu như một vòng khép kín của các
điểm tọa độ.
2.3.2.2. Mô hình Raster
Mô hình Vector rất hữu ích với việc mô tả các đối tượng riêng biệt, nhưng kém
hiệu quả hơn trong việc miêu tả các đối tượng có sự chuyển đổi liên tục như kiểu đất
hoặc chi phí ước tính cho các bệnh viện. Mô hình Raster được phát triển cho mô
phỏng các đối tượng liên tục chuyển đổi như vậy. Một ảnh Raster là một tập hợp các ô
lưới. Với dữ liệu Raster thì các tệp thuộc tính thông thường chứa dữ liệu liên quan đến
lớp hiện tượng tự nhiên thay cho các đối tượng rời rạc.
2.3.2.3. Phân tích các yếu tố
Trong định dạng Vector, các đối tượng được biểu diễn bởi các đối tượng hình học
cơ bản point ( điểm), line ( đường), polygon ( vùng). Point dùng để xác định các đối

tượng không có hình dạng kích thước cụ thể, hay kích thước quá nhỏ so với tỉ lệ bản
đồ. Line để xác định các đối tượng có chiều dài xác định. Polygon để xác định các
vùng, miền trên mặt đất. Trong định dạng này, thông tin được mô tả có tính chính xác
cao đồng thời tiết kiệm không gian lưu trữ. Thông tin trong định dạng Vector chủ yêu
được ứng dụng trong bài toán về mạng, hệ thống thông tin đất đai.
24
Trong định dạng Raster, các đối tượng bản đồ biểu diễn trong một chuỗi các
điểm ảnh trong một lưới hình chữ nhật. Mỗi điểm ảnh được xác định thông qua chỉ số
hàng và cột trong lưới. Trong Raster, point sẽ được biểu diễn bởi 1 điểm ảnh đơn, line
được biểu diễn bởi một chuỗi các điểm ảnh liên tiếp nhau. Polygon xác định bởi một
nhóm các điểm ảnh kề sát nhau. Dữ liệu lưu trong định dạng này rất đơn giản nhưng
lại đòi hỏi dung lượng bộ nhớ lớn. Raster phù hợp với các dạng dữ liệu có đường biên
không rõ ràng. Raster được ứng dụng nhiều trong phân tích bề mặt liên tục.
Hình 2.3.2.3.1: Định dạng dữ liệu Vector và
Raster.
a) Hệ tọa độ địa lý và hệ tọa độ quy chiếu
Vị trí của vật thể trong không gian đều phải gắn liền với một hệ tọa độ. Trong
GIS, để biểu diễn dữ liệu không gian người ta thường dùng 2 hệ tọa độ là hệ tọa độ địa
lý và hệ tọa độ quy chiếu.
b) Hệ tọa độ địa lý
Là hệ tọa độ sử dụng bề mặt hình cầu để xác định vị trí của một điểm trên trái
đất.
Đơn vị đo: độ. Vì đây là hệ tọa độ gắn liền với trục trái đất nên xác định vị trí của
đối tượng người ta chia bề mặt trái đất thành các đường kinh tuyến, vĩ tuyễn. Kinh
tuyến là các đường cong cách đều nhau chạy qua hai điểm cực Bắc và Nam, vĩ tuyến
là các đường tròn song song có tâm nằm trên truc của trái đất. Giao điểm giữa kinh
tuyến với vĩ tuyến tạo thành các ô lưới.
25
Trong số các kinh tuyến và vĩ tuyến có 2 đường quan trong nhất được lấy làm
gốc tọa độ đó là: vĩ tuyến có bán kính lớn nhất – xích đạo và kinh tuyến chay qua vùng

Greenland nước Anh. Giao điểm giữa hai đường này là gốc tọa độ.
Miền giá trị của vĩ độ: -90
0
÷ 90
0
, kinh độ: -180
0
÷ 180
0
.
Hình 2.3.2.3.2: Quan hệ tọa độ địa lý trực
quan.
Trên đường xích đạo thì khoảng cách một độ của vĩ tuyến = khoảng cách một độ
của kinh tuyến, còn trên các vĩ tuyến khác thì khác nhau. Cho nên ta không thể đo
chính xác được chiều dài và diện tích của đối tượng khi dữ liệu bản đồ được chiếu lên
mặt phẳng.
Mặt cầu và mặt Ellipsoid
Trong hệ tọa độ địa lý có hai bề mặt hình cầu được sử dụng đó là mặt cầu và mặt
Ellipsoid.
Vì bề mặt trái đất của ta không phải là hình cầu tuyệt đối mà nó gần với hình
Ellipsoid nên mặt Ellipsoid thường được dùng để biểu diễn. Tuy nhiên đôi khi người ta
cũng sử dụng mặt cầu đề công việc tính toán dễ dàng hơn. Khi tỉ lệ bản đồ rất nhỏ <
1 : 5.000.000, ở tỉ lệ này sự khác biệt giữa mặt cầu và mặt Ellipsoid không thể phân
biệt bằng mắt thường. Nhưng khi tỉ lệ > 1: 1.000.000 thì người ta cần thiết phải dùng
mặt Ellipsoid để đảm bảo độ chính xác. Do đó, việc lựa chọn mặt cầu hay Ellipsoid
phụ thuộc vào muc đích của bản đồ và độ chính xác dữ liệu.