Nghiên cứu và ứng dụng GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu Atlas hành chính thành phố Hà Nội

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU..............................................................................................4
CHƯƠNG I..........................................................................................5
TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ VÀ ATLAS..........................................5
I.1. TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ.........................................................................5
I.1.1 Định nghĩa và đặc điểm cơ bản về bản đồ...............................................5
I.1.2 Bản đồ kinh tế - xã hội................................................................................5
I.1.3 Bản đồ hành chính.....................................................................................7
I.1.4 Đặc điểm của việc thành lập bản đồ hành chính - chính trị..................8
I.2 TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ SỐ VÀ BẢN ĐỒ ĐIỆN TỬ........................10
I.2.1 Khái quát về bản đồ số............................................................................10
I.2.2 Khái quát về bản đồ điện tử.....................................................................11
I.3 TỔNG QUAN VỀ TẬP BẢN ĐỒ ( ATLAS).............................................12
I.3.1 Khái niệm về Atlas....................................................................................12
I.3.2 Phân loại của Atlas...................................................................................12
I.3.3 Đặc điểm của Atlas...................................................................................14

CHƯƠNG 2........................................................................................15
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ................15
II.1 KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐịA LÝ (GIS).................15
II.1.1 Khái niệm về GIS....................................................................................15
II.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển của GIS............................................15
II.2 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ..........17
II.2.1 Thiết bị (hard ware) ...............................................................................18
II.2.2 Chuyên viên (Expertise) .........................................................................19
II.2.3 Số liệu, dữ liệu địa lý (Geographic data) ..............................................19


II.3. CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG GIS.........................................20
II.3.1 Mô hình thông tin không gian................................................................21
II.3.2 Mô hình thuộc tính không gian..............................................................28

II.4 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ................30
II.4.1 Khả năng chồng xếp các bản đồ (Map Overlaying) ............................30
II.4.2 Khả năng phân loại các thuộc tính (Reclassification) .........................31
II.4.3 Khả năng phân tích (Spatial Analysis) .................................................31

CHƯƠNG 3........................................................................................33
ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI......................33
III.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HÀ NỘI ......................................................33
III.1.1 Vị trí địa lý..............................................................................................34
III.1.2 Địa hình...................................................................................................35
III.1.3 Khí hậu...................................................................................................36
III.1.4 Sông ngòi.................................................................................................36
III.1.5 Dân cư.....................................................................................................37
III.1.6 Giao thông..............................................................................................38
III.1.7 Kinh tế.....................................................................................................39
III.1.8 Văn hoá...................................................................................................41
III.1.9 Giáo dục..................................................................................................42
III.2 SƠ LƯỢC VỀ HÀNH CHÍNH HÀ NỘI................................................42
III.2.1 Hành chính Hà Nội trước 01 tháng 08 năm 2008...............................42
III.2.2 Hành chính Hà Nội sau 01 tháng 08 năm 2008...................................43

CHƯƠNG 4........................................................................................45
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ
DỮ LIỆU ATLAS HÀNH CHÍNH HÀ NỘI..................................45
IV.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU SẢN PHẨM...............................................45
IV.1.1 Mục đích.................................................................................................45
2


IV.1.2 Yêu cầu....................................................................................................45

IV.2 MÔ TẢ SẢN PHẨM.................................................................................47
IV.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG SẢN PHẨM.......................49
IV.3.1 Công tác chuẩn bị ..................................................................................49
IV.3.2 Thu thập và đánh giá tư liệu ................................................................55
IV.3.3 Thiết kế hệ thống ký hiệu......................................................................56
IV.3.4 Xây dựng các bản đồ nền......................................................................57
IV.4 TRÌNH BÀY VÀ CHUẨN BỊ IN BẢN ĐỒ...........................................67
IV.5 IN THỬ, KIỂM TRA................................................................................68
IV.6 VẬN HÀNH THỬ HỆ THỐNG CƠ SỞ DỮ LIỆU, KIỂM TRA VÀ
SỬA CHỮA........................................................................................................68
IV.7 KẾT QUẢ XÂY DỰNG ATLAS HÀNH CHÍNH HÀ NỘI.................71

CHƯƠNG V.......................................................................................72
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ..............................................................72
V.1 KẾT LUẬN.................................................................................................72
V.2 KIẾN NGHỊ................................................................................................72

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................73

3


MỞ ĐẦU
Từ thời xa xưa cho đến ngày nay, vấn đề tranh giành đất đai, phân chia
ranh giới giữa các quốc gia, các dân tộc, …..vẫn là mối quan tâm nóng, có tầm
quan trọng hàng đầu trong vấn đề chính trị của thế giới nói chung và mỗi quốc
gia nói riêng. Lịch sử phát triển của bản đồ đặc biệt là sự phát triển của bản đồ
hành chính – chính trị đã bắt đầu từ rất sớm và gắn chặt với sự phân chia, ranh
giới hành chính, chính trị của xã hội loài người. Ngày nay với sự phát triển của
khoa học công nghệ và nhiều ngành khoa học, thì bản đồ hành chính – chính trị

không chỉ dừng lại ở mục đích phục vụ phân chia ranh giới lãnh thổ mà nó còn
được mở rộng, chuyên sâu hơn đáp ứng nhu cầu của nhiều vấn đề xã hội khác.
Kết hợp với các số liệu cụ thể thu thập được từ vùng cần thành lập bản đồ
và công nghệ GIS, bản đồ hành chính đang là nguồn dữ liệu mở không thể thiếu
cho nhiều ngành khoa học khác nói riêng và sự phát triển của mỗi quốc gia nói
chung.
TÍNH CẤP THIẾT
Sau ngày 1/8/2008, diện tích của thủ đô Hà Nội đã mở rộng gấp 3 lần diện
tích cũ. Với một diện tích rộng lớn và dân số lên tới 6688600 người (theo Niên
giám thống kê Hà Nội - 2010), điều này đã gây sức ép lớn lên mọi mặt đời sống
cũng như sự phát triển kinh tế - xã hội của thành phố. Một vấn đề cấp thiết đặt ra
là các ban ngành lãnh đạo của thành phố phải quản lý sao cho thật hợp lý, hiệu
quả, tạo tiền đề cho sự phát triển kinh tế - xã hội của thủ đô. Mà để làm được
điều đó cần phải có những công cụ quản lý hiệu quả. Trong khi đó, Bản đồ hành
chính - với tư cách là mô hình không gian của lãnh thổ, tích hợp các thông tin đa
dạng về nội dung theo lãnh thổ đã có sự trợ giúp của công nghệ thông tin - đã và
đang và chắc chắn sẽ là một trong những công cụ hỗ trợ quản lý hiệu quả nhất.
Trong thời gian học tập tại nhà trường và tìm hiểu tình hình thực tế ngoài
sản xuất. Chúng em nhận thấy đây là một vấn đề mới hình thành và cũng là vấn
đề đang rất được quan tâm của thành phố trong giai đoạn hiện nay. Bên cạnh sự
góp ý của các thầy cô trong bộ môn Bản đồ, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình
của Th.S Bùi Ngọc Quý, chúng em đã chọn đề tài “Nghiên cứu và ứng dụng GIS
trong xây dựng cơ sở dữ liệu Atlas hành chính thành phố Hà Nội” nhằm giải
quyết một phần nào những vấn đề trên.

4


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ VÀ ATLAS

I.1. TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ
I.1.1 Định nghĩa và đặc điểm cơ bản về bản đồ
I.1.1.1 Định nghĩa về bản đồ
Bản đồ là sự biểu thị khái quát, thu nhỏ bề mặt trái đất hoặc các hành tinh
khác lên mặt phẳng trong một phép chiếu xác định (phép chiếu bản đồ). Nội
dung của bản đồ thể hiện các đối tượng, hiện tượng tự nhiên và kinh tế xã hội
thông qua hệ thống kí hiệu quy ước, có tính đến tổng quát hóa.
I.1.1.2 Đặc điểm của bản đồ
Khác với các loại hình nghệ thuật khác mô tả hình ảnh trái đất: ảnh hàng
không, ảnh vũ trụ, tranh ảnh, các bài văn mô tả…bản đồ có đặc điểm riêng:
- Mỗi bản đồ đều được xây dựng trên một cơ sở toán học xác định. Cơ sở
toán học này bao gồm: tỉ lệ và phép chiếu bản đồ, bố cục bản đồ, các điểm
khống chế trắc địa…
- Các đối tượng và hiện tượng (nội dung bản đồ) được biểu thị theo một
phương pháp lựa chọn và khái quát nhất định ( tổng quát hóa bản đồ ).
Tổng quát hóa bản đồ thì phụ thuộc vào mục đích của bản đồ, tỉ lệ bản đồ,
đặc điểm địa lý của lãnh thổ…
- Các đối tượng và hiện tượng được biểu thị bằng ngôn ngữ bản đồ - đó là
hệ thống kí hiệu quy ước.
I.1.2 Bản đồ kinh tế - xã hội
I.1.2.1 Khái niệm bản đồ kinh tế - xã hội
Kinh tế - xã hội là khái niệm nói về các hoạt động sản xuất, dịch vụ và
mọi mặt của đời sống vật chất tinh thần. Kinh tế - xã hội là lĩnh vực rất rộng lớn,
là đối tượng và nội dung nghiên cứu của nhiều ngành khoa học.
Các bản đồ kinh tế - xã hội là loại bản đồ thể hiện sự phân bố, những đặc
điểm sản xuất, đời sống, sự phát triển và hoạt động của từng lĩnh vực kinh tế xã hội và toàn bộ nền sản xuất xã hội.

5

Những bản đồ kinh tế - xã hội theo nghĩa rộng là những bản đồ nội dung
bao gồm những đối tượng, những đặc trưng kinh tế - xã hội của nền kinh tế quốc
dân và đời sống xã hội của lãnh thổ.
I.1.2.2 Phân loại bản đồ kinh tế - xã hội
Nội dung của các bản đồ kinh tế - xã hội rất phong phú, thuộc đủ các lĩnh
vực sản xuất và đời sống. Trong nghiên cứu và thành lập bản đồ, các bản đồ
kinh tế - xã hội được chia thành nhiều hệ chủ đề khác nhau. Mỗi hệ chủ đề bao
gồm những bản đồ đặc trưng cho một ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân
và một lĩnh vực hoạt động dịch vụ xã hội.
Theo nội dung, các bản đồ kinh tế - xã hội thường được chia thành những
hệ chủ đề chính sau:
- Các bản đồ dân cư
+ Các bản đồ phân bố dân cư
+ Các bản đồ thành phần dân cư
+ Các bản đồ biến động dân cư
- Các bản đồ kinh tế
+ Các bản đồ tài nguyên ( có đề cập tới những chỉ tiêu kinh tế)
+ Các bản đồ công nghiệp
+ Các bản đồ nông nghiệp và lâm nghiệp
+ Các bản đồ giao thông liên lạc
+ Các bản đồ thương nghiệp, trao đổi và các quan hệ tài chính
+ Các bản đồ kinh tế tổng hợp
- Các bản đồ văn hóa
- Các bản đồ hành chính, chính trị
- Các bản đồ lịch sử
- Các bản đồ địa chính
I.1.2.3 Đặc điểm của bản đồ kinh tế xã hội

6

- Phản ánh được tính chất cùng thời gian đặc trưng của các hiện tượng, đối
tượng kinh tế - xã hội nhất là ở những vùng lãnh thổ trong thời điểm diễn
ra những biến đổi mạnh mẽ về sự phát triển kinh tế.
- Các đối tượng, hiện tượng được phân loại một cách khoa học và đảm bảo
chính xác.
- Các bản đồ kinh tế - xã hội phản ánh được sự phân bố và các đặc trưng về
số lượng, về chất cũng như động lực phát triển của các đối tượng, hiện
tượng kinh tế - xã hội. Vì vậy, loại bản đồ này được thành lập trên cơ sở
kết hợp giữa thống kê học, địa lý kinh tế và bản đồ học.
- Các bản đồ kinh tế - xã hội được thành lập chủ yếu qua phương pháp
thống kê – toán học. Các số liệu thống kê không chỉ đơn thuần là lượng,
mà còn có mối quan hệ mật thiết với chất của đối tượng kinh tế - xã hội.
Thông qua sự phân tích và từ những mối liên hệ của các số liệu thống kê
có thể biết được bản chất, đặc điểm, và quy luật của các hiện tượng kinh
tế - xã hội.
I.1.3 Bản đồ hành chính.
I.1.3.1 Khái niệm bản đồ hành chính.
Bản đồ hành chính – chính trị là bản đồ phản ánh sự phân chia chính trị
trên thế giới, mối quan hệ chính trị và sự phân chia hành chính theo các đơn vị
hành chính của mỗi một quốc gia hay một vùng lãnh thổ.
Bản đồ hành chính – chính trị thể hiện các tư tưởng, các quan điểm chính
trị rất rõ ràng, yêu cầu có tính hiện đại, có tính thời sự cao.
Các bản đồ này thường để tìm hiểu hàng loạt các vấn đề về văn hóa của
các nước, sự phân chia các khu vực hành chính, các vùng dân cư, mạng lưới
đường sá, thủy văn. Sự phân chia chính trị và hành chính của khu vực được
phản ánh lên bản đồ bằng ký hiệu của các đường ranh giới, bằng tên các nước,
và các đơn vị hành chính, bằng cách tô màu cho các diện tích quốc gia, các đơn
vị hành chính. Đồng thời các đường ranh giới được phủ thêm một vệt màu.
I.1.3.2 Phân loại bản đồ hành chính.

- Theo lãnh thổ
+ Bản đồ hành chính thế giới

7


+ Bản đồ các châu lục
+ Bản đồ vùng lãnh thổ
+ Bản đồ hành chính quốc gia
+ Bản đồ hành chính tỉnh, thành phố
+ Bản đồ hành chính quận, huyện
+ Bản đồ hành chính xã, phường…
- Theo quan điểm chính trị
+ Bản đồ hành chính nước tư bản
+ Bản đồ hành chính các nước xã hội chủ nghĩa
+ Bản đồ hành chính các nước trung lập
I.1.4 Đặc điểm của việc thành lập bản đồ hành chính - chính trị
I.1.4.1 Cơ sở toán học
Bản đồ hành chính – chính trị là một dạng bản đồ chuyên đề thuộc nhóm
bản đồ kinh tế - xã hội. vì vậy, nó mang đầy đủ các đặc điểm của bản đồ kinh tế
- xã hội
Bản đồ hành chính – chính trị được thành lập trên một cơ sở toán học chặt
chẽ, khoa học. tỷ lệ và phép chiếu của bản đồ phụ thuộc vào mục đích hay diện
tích lãnh thổ cần thể hiện. bố cục phải có tính thẩm mĩ, xen lẫn các bảng biểu
thuận lợi cho việc tra cứu đối sánh. Có thể bao gồm các bảng thống kê về dân
số, diện tích hoặc các trung tâm hành chính – chính trị của khu vực thể hiện
I.1.4.2 Nội dung thể hiện
Thể hiện đầy đủ nền cơ sở địa lý:
- Các yếu tố cơ sở toán học của bản đồ: trên bản đồ thể hiện lưới kinh vĩ
độ, mật độ các đường lưới phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ, ghi chú độ phút

của các đường lưới.
- Đường giao thông: trên bản đồ biểu thị các tuyến đường sắt và các
tuyến đường bộ. đối với bản đồ hành chính – chính trị có ý nghĩa quan
trọng, cần biểu thị chính xác các tuyến đường giao thông đặc trưng cho
liên vận quốc tế và trong nước, chỉ tiến hành chọn lọc đường sá đối với
giao thông cấp huyện và các cấp thấp hơn.
8


- Thủy hệ là yếu tố có ý nghĩa rất lớn trong đời sống kinh tế cảu nhân
dân. Vì vậy điều quan trọng là phản ánh được mạng lưới sông ngòi
trên lãnh thổ, các loại hồ, đặc điểm của đường bờ biển và hồ
- Địa hình vùng núi trên bản đồ hành chính – chính trị được biểu thị
bằng phương pháp vờn bóng hoặc các đường bình độ. Các đặc trưng
địa hình còn được bổ sung thêm bằng các điểm độ cao và ghi chú
những đối tượng sơn văn chủ yếu ( các dãy núi, cao nguyên…)
Thể hiện các yếu tố chuyên đề:
- Điểm dân cư trên loại bản đồ này thường biểu thị thành một khối lớn.
đầu tiên biểu thị các thủ đô, các thành phố trực thuộc, các trung tâm
hành chính, sau đó biểu thị các vùng dân cư lớn với số lượng dân cư
đông hoặc quan trọng về kinh tế, về chính trị và các điểm dân cư nổi
tiếng trong lịch sử…để hiểu rõ được ý nghĩa hành chính và tầm quan
trọng của các điểm dân cư, người ta dùng các khuyên tròn có hình
dạng và kích thước khác nhau, dùng kiểu chữ ghi chú khác nhau để
biểu thị
- Thể hiện đầy đủ biên giới quốc gia, các tỉnh thành, các huyện. vì đây là
loại bản đồ hành chính – chính trị nên tuyệt đối không được khái quát
hóa hình dạng đường ranh giới, phải thể hiện tỉ mỉ, chính xác, rõ ràng.
- Biểu thị những vùng thực vật, đất đai chiếm diện tích lớn có ảnh
hưởng đến đời sống kinh tế của vùng và một số yếu tố khác.

- Thể hiện các đơn vị hành chính, tô màu nền cho đơn vị hành chính
bằng các màu khác biệt.

I.1.4.3 Phương pháp thể hiện nội dung
- các yếu tố giao thông, thủy hệ, các loại đường ranh giới được biểu thị
bằng phương pháp ký hiệu đường tuyến. trong khi đó, nền của sông, suối hồ
được thể hiện là dạng vùng có tô nền màu đặc trưng.
- địa hình được biểu thị bằng phương pháp đường đẳng trị và có ghi chú
một số địa vật đặc trưng.
- các điểm dân cư, vị trí của các địa vật quan trọng được thể hiện bằng
phương pháp kí hiệu điểm. có thể là ký hiệu dạng hình học đơn giản, dạng nghệ
9


thuật có hình dạng gần giống với hình dạng của đối tượng thể hiện. chúng được
đặt chính xác vào đối tượng và có ghi chú giải thích kèm theo.
- các khu vực đông dân cư được thể hiện bằng phương pháp khoanh vùng.
Có thể dùng các đường nét liên tục hoặc đường nét đứt để khoanh đường viền,
dùng nét gạch hoặc màu sắc để phủ lên diện tích đó hoặc dùng ký hiệu đặt vào.
- để phân biệt các đơn vị hành chính với nhau, người ta thường dùng
phương pháp nền chất lượng tô nền màu khác nhau cho từng đơn vị hành chính
riêng lẻ. có thể sử dụng kết hợp màu sắc với nét gạch hoặc kết hợp màu sắc với
ký hiệu quy ước.
I.2 TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ SỐ VÀ BẢN ĐỒ ĐIỆN TỬ
I.2.1 Khái quát về bản đồ số
I.2.1.1 Khái niệm chung bản đồ số
- Theo stephanovic: “ Bản đồ số là tập hợp có tổ chức các dữ liệu bản đồ
trên các thiết bị có khả năng đọc bằng máy tính điện tử và được thể hiện
dưới dạng hình ảnh bản đồ ”
- Theo A.M. Berliant: “Bản đồ số là mô hình số của bản đồ địa hình, bản đồ

chuyên đề, bản đồ chuyên môn được thể hiện dưới dạng số đối với tọa độ
mặt bằng x, y, độ cao và các số liệu thuộc tính đã mã hóa. Bản đồ số được
thành lập trong phép chiếu, hệ thống ký hiệu quy định đối với các bản đồ
cùng kiểu đã biết, có tính đến tổng quát hóa và các yêu cầu về độ chính
xác”.
I.2.1.2 Đặc điểm của bản đồ số
Từ những khái niệm về bản đồ số như trên ta có thể thấy rằng bản đồ số là
thể loại bản đồ có những đặc điểm sau:
- Có đầy đủ các đặc điểm của bản đồ truyền thống về tính thông tin, cơ sở
toán học, có tính đến tổng quát hóa và sử dụng hệ thống ký hiệu nhưng
mọi thông tin trên bản đồ được ghi ở dạng số…
- Thông tin được lưu trữ trên định dạng vector hoặc raster có kèm theo
topology, tổ chức thành từng file riêng rẽ hoặc liên kết thành thư mục
trong các cơ sở dữ liệu của bản đồ hoặc GIS, được lưu trữ trong một hệ

10


thống máy tính hoặc các thiết bị ghi thông tin có khả năng đọc bằng máy
tính
- Bản đồ số có thể chuyển đổi và hiện thị thành hình ảnh bản đồ tương
đồng, trên các phương tiện, vật liệu khác nhau như: giấy, màn hình…
- Để làm việc với bđs cần có các thiết bị chuyên dụng như máy tính, phần
mềm chuyên dụng trong công tác thành lập bản đồ…
Ngoài các đặc điểm giống như bản đồ truyền thống thì bản đồ số còn rất
nhiều các ưu điểm khác hơn hẳn bản đồ truyền thống:
- Cho khả năng giao diện trực tiếp, thuận lợi và linh hoạt giữa người dùng
với thông tin bản đồ.
- Khả năng chứa đựng thông tin rất phong phú, chi tiết nhưng không hề ảnh
hưởng đến sự hiển thị nội dung thông tin bản đồ và các phương pháp

thành lập bản đồ do đặc điểm tổ chức các lớp thông tin, và do khả năng
của các thiết bị tin học ngày càng tinh xảo
- Có tính chuẩn hóa cao về: dữ liệu, tổ chức dữ liệu, thể hiện dữ liệu…
- Dễ chỉnh sửa cập nhật, hoặc thay đổi về thiết kế, trình bày, kí hiệu. Do đó
thông tin của bản đồ luôn luôn mới, hoặc theo ý muốn của người quản lý
trong khi các thông tin cũ vẫn được bảo lưu.
- Có thể bảo mật ở các mức độ khác nhau
I.2.2 Khái quát về bản đồ điện tử
I.2.2.1 Khái niệm về bản đồ điện tử
Bản đồ điện tử là một dạng của bản đồ số.
- Theo A.M Berliant: “ Bản đồ điện tử là bản đồ số được hiển thị hóa (trực
quan hóa) trên màn hình hay môi trường máy tính, được làm sẵn để nhìn trực
quan ( đĩa quang hay vật ghi nào đó) nhờ sử dụng các phương tiện kỹ thuật và
chương trình, trong phép chiếu, hệ thống ký hiệu, có xét đến độ chính xác đã đặt
ra và sự trình bày ”
I.2.2.2 Chức năng của bản đồ điện tử
Bản đồ điện tử có 2 chức năng chính là xem (view) và sử dụng bằng giao
diện (interactive use )

11


Ngày nay chức năng nhìn chỉ mang tính chất thứ yếu, bản đồ điện tử được
coi như một phương tiện giao diện. Xu hướng mới là tạo ra mối quan hệ mới giữa
bản đồ và người sử dụng – tính ứng dụng cao hơn như: người sử dụng có thể
xem, đo đạc, tính toán… thậm chí có thể thành lập các bản đồ dẫn xuất trên cơ sở
dữ liệu của bản đồ số.
I.2.2.3 Một số yêu cầu đối với bản đồ điện tử
Yêu cầu chủ yếu đối với bản đồ điện tử là sự rõ ràng về nội dung đã xác
định, mà ta có thể đạt được bởi hệ thống ký hiệu hóa và phương pháp tổng quát

hóa hình ảnh bản đồ dựa trên lý thuyết cảm thụ thị giác và mô hình hóa.
Bản đồ điện tử là một dạng sản phẩm mới, có kiểu xuất bản mới ( trên cd
hoặc internet ), hình ảnh không cố định, không tiếp xúc được, tiếp xúc với thông
tin qua màn hình.
Ngày nay, bản đồ điện tử còn được phát triển thành các dạng mô hình bản
đồ mới như: bản đồ 3D, 4D, bản đồ động, bản đồ đa phương tiện, bản đồ
internet…
I.3 TỔNG QUAN VỀ TẬP BẢN ĐỒ ( ATLAS)
I.3.1 Khái niệm về Atlas
Tập bản đồ (Atlas) là các tác phẩm bản đồ phức tạp bao gồm nhiều bản đồ
được tập hợp lại một cách có hệ thống với sự gắn kết hữu cơ tạo thành một tác
phẩm hoàn chỉnh theo một đề cương chung dưới một sự chỉ đạo thống nhất.
Cần phải hiểu rằng tập bản đồ không phải bao gồm những bản đồ được
sắp xếp một cách máy móc, mà nó bao gồm một hệ thống các bản đồ có liên hệ
chặt chẽ với nhau và bổ sung cho nhau được thành lập theo một chủ đề và có
mục đích sử dụng nhất định.
I.3.2 Phân loại của Atlas
I.3.2.1 Phân loại theo đối tượng thành lập bản đồ
- Tập bản đồ về trái đất
- Tập bản đồ về các hành tinh khác nhau
- Tập bản đồ về các vệ tinh
- Tập bản đồ bầu trời sao

12


- Tập bản đồ không gian vũ trụ
I.3.2.2 Phân loại theo lãnh thổ được biểu thị trên bản đồ
- Tập bản đồ thế giới
- Tập bản đồ những phạm vi lớn của lục địa

- Tập bản đồ các châu
- Tập bản đồ các phần lớn của các châu
- Tập bản đồ từng quốc gia
- Tập bản đồ khu vực
- Tập bản đồ các thành phố
- Tập bản đồ các đại dương
- Tập bản đồ các phần lớn của đại dương
- Tập bản đồ biển
I.3.2.3 Phân loại theo nội dung
-

Tập bản đồ địa lý chung

-

Tập bản đồ địa lý tự nhiên

-

Tập bản đồ kinh tế - xã hội

-

Tập bản đồ phức hợp

I.3.2.3 Phân loại theo mục đich sử dụng
-

Tập bản đồ giáo khoa

-

Tập bản đồ dùng để tra cứu

- Tập bản đồ du lịch
-

Tập bản đồ quân sự

I.3.2.4 Phân loại theo kích cỡ thành lập bản đồ
-

Tập bản đồ cỡ lớn

-

Tập bản đồ với kích thước trung bình

-

Tập bản đồ nhỏ

13


I.3.3 Đặc điểm của Atlas
- “ Toàn bộ hệ thống các bản đồ của tập bản đồ là một thể thống nhất
hoàn chỉnh mà mỗi bản đồ là một phần tử của hệ thống đó” – là đặc điểm quan
trọng đầu tiên của tập bản đồ
- Tính hoàn chỉnh của tập bản đồ được thể hiện ở chỗ mỗi tập bản đồ có

cấu trúc như một quyển sách, nó cũng có chương mục và các chương mục đều
có nội dung liệp tiếp theo một chuỗi logic để người đọc có thể hiểu được.
+ Tập bản đồ được coi là hoàn chỉnh khi mà các đề tài của nó và những
khía cạnh của đề tài của tất cả các đối tượng bản đồ nói chung và các bộ phận
của nó nói riêng đều được làm sáng tỏ một cách đúng đắn và cần thiết phụ thuộc
vào mục đích của việc thành lập bản đồ.
- Tính thống nhất của tập bản đồ thể hiện ở sự đảm bảo thống nhất nội tại
của nó. Tính thống nhất của bản đồ được thể hiện ở nhiều khía cạnh khác nhau:
+ Tính thống nhất về nguyên tắc thể hiện và trình bày sự sắp xếp bản đồ
+ Tính thống nhất ở sự lựa chọn hợp lý hệ thống các phép chiếu, hệ thống
các tỉ lệ sử dụng cho tập bản đồ.
+ Tính thống nhất ở các phương pháp biểu thị nội dung và tổng quát hóa
bản đồ.
+ Tính thống nhất ở sự trình bày ( màu sắc hệ thống kí hiệu quy ước cho
tập bản đồ).Tính thống nhất của tập bản đồ đảm bảo sự bổ sung lẫn nhau của các
bản đồ, đảm bảo sự phù hợp và so sánh giữa các bản đồ.
- “ Cấu trúc của tập bản đồ ”- đặc điểm quan trọng thứ hai của tập Atlas
- Cấu trúc của tập bản đồ là cơ cấu chung, là trình tự sắp xếp các phần tử cơ
bản của nó bao gồm cả tờ ngoài cùng, bảng kí hiệu và mục lục của tập bản đồ
- Sự biểu thị các đối tượng và hiện tượng của lãnh thổ trong tập bản đồ
phải đi từ chung tới riêng. Sự sắp xếp các bản đồ trong tập atlas trước hết là các
bản đồ tỉ lệ nhỏ bao quát toàn bộ lãnh thổ hoặc các vùng rộng lớn của lãnh thổ,
tiếp theo là các bản đồ thể hiện các vùng riêng biệt của chúng có tỉ lệ lớn hơn,
các đối tượng được thể hiện một cách đầy đủ và chi tiết hơn.

14


CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ

II.1 KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐịA LÝ (GIS)
II.1.1 Khái niệm về GIS
Về cơ bản, sự phát triển của công nghệ thông tin đã dẫn đến sự phát triển
song song tự động hóa trong công tác thu thập dữ liệu, phân tích dữ liệu, trình
bày dữ liệu trong nhiều lĩnh vực rộng lớn như Trắc địa bản đồ, Địa chất, Nông
Lâm nghiệp, Quy hoạch phát triển, Môi trường…do có nhiều công việc phải xử
lý các thông tin liên quan và phối hợp trong nhiều chuyên ngành khác nhau nên
cần phải có hệ thống quản lý, liên kết các dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau như
bản đồ các loại, ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, các số liệu quan trắc, điều tra,
khảo sát… Hay nói cách khác là cần phải phát triển một hệ thống các công cụ để
thu thập tìm kiếm, biến đổi và hiển thị các dữ liệu không gian từ thế giới thực
nhằm phục vụ những mục đích cụ thể và tập hợp các đối tượng từ thế giới thực
thông qua các dữ liệu cơ bản như:
- Vị trí các đối tượng thông qua một hệ tọa độ
- Các thuộc tính của các đối tượng
- Quan hệ không gian giữa các đối tượng
Từ đó Theo ESRI (Environmental System Reseach Institute): Hệ thống
thông tin địa lý (Geographic Information System-GIS) được định nghĩa “là một
hệ thống bao gồm phần cứng, phần mềm, dữ liệu và con người nhằm thu thập,
lưu trữ, cập nhật, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin địa lý trên bề mặt
Trái đất”
Hoặc theo một góc độ chuyên ngành hẹp khác thì có thể định nghĩa: Hệ
thống thông tin địa lý là bộ công cụ để xây dựng bản đồ số cùng với các chức
năng thu thập, cập nhật, quản trị, phân tích và khai thác thông tin bản đồ.
II.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển của GIS
Từ xa xưa con người đã biết cách biểu diễn các thông tin địa lý bằng cách
thu nhỏ các sự vật theo một kích thước nào đó, rồi vẽ lên mặt phẳng. để đánh
dấu các đặc tính của sự vật, người ta dùng các ký hiệu khác nhau như độ cao

15

được biểu diễn bằng những đường bình độ, một số đối tượng được biểu thị bởi
các màu sắc tương ứng hoặc bằng chú thích cùng các loại màu sắc tương ứng. sự
biểu thị kết quả thể hiện các ý tưởng đó được gọi là bản đồ. Dần dần, bản đồ
chiếm một vị trí quan trọng không thể thiếu trong đời sống con người. trong quá
trình phát triển kinh tế kỹ thuật, bản đồ luôn được cải tiến sao ngày càng đầy đủ
thông tin hơn, ngày càng chính xác hơn. Khi khối lượng thông tin quá lớn trên
một đơn vị diện tích bản đồ thì người ta tiến đến lập bản đồ chuyên đề. Ở bản đồ
chuyên đề chỉ biểu diễn những thông tin theo một chuyên đề sử dụng nào đó.
Trên một đơn vị diện tích địa lý sẽ có nhiều loại bản đồ chuyên đề: bản đồ địa
hình, bản đồ hành chính, bản đồ địa chất…….
Trên cơ sở của hệ thông tin bản đồ, những năm đầu của thập kỉ 60 (1963 1964) các nhà khoa học Canada đã cho ra đời hệ thống thông tin địa lý hay còn
gọi là GIS. GIS kế thừa mọi thành tựu trong ngành bản đồ cả về ý tưởng lẫn
thành tựu của kỹ thuật bản đồ. GIS bắt đầu hoạt động cũng bằng việc thu thập
dữ liệu theo định hướng tùy thuộc vào mục tiêu đặt ra. GIS có thể hiểu một cách
đơn giản là tập hợp các thông tin có liên quan đến các yếu tố địa lý một cách
đồng bộ và logic. Như vậy về ý tưởng nó được xuất hiện rất sớm cùng với sự
phát minh ra bản đồ. Nhưng sự hình thành rõ nét của hệ thống thông tin địa lý
một cách hoàn chỉnh, và đưa vào ứng dụng có hiệu quả thì cũng chỉ nghiên cứu
phát triển trong một số năm gần đây.
Trong những năm 70 ở Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến việc bảo
vệ môi trường và phát triển GIS. Thời kỳ này hàng loạt thay đổi một cách thuận
lợi cho sự phát triển của GIS, dặc biệt là sự gia tăng ứng dụng của máy tính với
kích thước bộ nhớ và tốc độ tăng. Chính những thuận lợi này mà GIS dần dần
được thương mại hóa. Năm 1977 đã có nhiều hệ thông tin địa lý khác nhau trên
thế giới. bên cạnh GIS thời kỳ này còn phát triển mạnh mẽ các kỹ thuật xử lý
ảnh viễn thám. Một hướng nghiên cứu kết hợp giữa GIS và viễn thám đặt ra. Ở
thời kỳ này những nước có đầu tư dáng kể cho việc phát triển ứng dụng làm bản
đồ, hay quản lý dữ liệu có sự trợ giúp máy tính là Canada và Mỹ sao đó đến

Thụy Điển, Đan Mạch, Pháp…
Thập kỷ 80 được đánh dấu bởi các nhu cầu sử dụng GIS ngày càng tăng
với các quy mô khác nhau. Người ta tiếp tục giải quyết những tồn tại của những
năm trước mà nổi lên là vấn đề số hóa dữ liệu. thập kỷ này đánh dấu bởi sự nảy
sinh các nhu cầu mới trong ứng dụng GIS như: theo dõi sử dụng tối ưu các
16


nguồn tài nguyên, đánh giá khả thi các phương án quy hoạch, các bài toán giao
thông…GIS trở thành một công cụ hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp
quyết định.
Những năm đầu của thập kỷ 90 được đánh dấu bằng việc nghiên cứu hòa
nhập giữa viễn thám và GIS. Các nước Bắc Mỹ và Châu Âu thu được nhiều
thành công trong lĩnh vực này. Khu vực Châu Á Thái Bình Dương cũng đã
thành lập nhiều trung tâm nghiên cứu viễn thám và GIS. Ở các nước như Trung
Quốc, Nhật Bản.. đã chú ý nghiên cứu GIS chủ yếu vào lĩnh vực quản lý, đánh
giá tài nguyên thiên nhiên và môi trường.
Ở Việt Nam việc nghiên cứu và ứng dụng hệ thống thông tin địa lý cũng
mới chỉ bắt đầu, và chỉ được triển khai ở những cơ quan lớn như tổng Cục Địa
Chính, trường Đại học Mỏ - Địa chất, Viện Điều tra quy hoạch rừng, Viện Địa
chất…đồng thời mức độ ứng dụng còn hạn chế, và mới chỉ có ý nghĩa nghiên
cứu hoặc ứng dụng để giải quyết một số nhiệm vụ trước mắt.
Như vậy hầu hết các nước trên thế giới trong đó có Việt Nam đều quan
tâm nghiên cứu GIS và ứng dụng nó vào nhiều ngành. Ngày nay, GIS đang tới
đưa công nghệ GIS trở thành hệ tự động thành lập bản đồ và xử lý dữ liệu ngày
càng đạt hiệu quả cao về tốc độ và độ chính xác.
Nói chung, trong thời đại khoa học kỹ thuật và công nghệ phát triển với
tốc độ chóng mặt như hiện nay, GIS có hướng tiến tới mang tính phổ cập đại
chúng cho các công tác quản lý và khai thác thông tin bản đồ cho nhiều mục
đích khác nhau. Vì vậy phần cứng của GIS phát triển mạnh theo giải pháp máy

tính để bàn và ngày càng gọn nhẹ, nhất là những năm gần đây ra đới các bộ vi
xử lý cực mạnh, thiết bị lưu trữ dữ liệu, hiển thị và in ấn tiên tiến đã làm cho
công nghệ GIS thay đổi về chất. có thể nói trong suốt quá trình hình thành và
phát triển của mình, GIS đã luôn tự hoàn thiện từ thấp đến cao, từ đơn giản đến
phức tạp để phù hợp với các tiến bộ mới nhất của khoa học kỹ thuật.

II.2 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
Theo định nghĩa, GIS được hiểu là một hệ thống và được kiến trúc từ các
thành phần cơ bản là: phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu, con người và

17


phương pháp. Các thành phần đó phải cân đối, liên quan mật thiết với nhau thì
hệ thống mới hoạt động tốt được
II.2.1 Thiết bị (hard ware)
Về cơ bản hệ thống thiết bị phần cứng của một hệ thống thông tin địa lý
bao gồm các phần chính là Bộ xử lý trung tâm (CPU), các thiết bị đầu vào như
bàn số hóa, máy quét, các thiết bị thu nhận thông tin điện từ… các thiết bị lưu
trữ ( bộ nhớ ngoài), thiết bị hiển thị ( màn hình ), thiết bị in ( máy vẽ )…
- Máy tính còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU) được nối với các thiết bị
chứa bộ nhớ ngoài (ổ đĩa) để chứa không gian lưu trữ số liệu và các chương
trình.
- Máy số hóa hoặc thiết bị chuyên dụng khác có nhiệm vụ chuyển hóa
các số liệu từ bản đồ và các tư liệu thành dạng số rồi đưa vào máy tính.
- Máy vẽ (Plotter) hoặc các thiết bị tương tự khác được sử dụng để xuất
dữ liệu ở dạng số trên màn hình hoặc trên nền vât liệu in.
- Sự liên kết nộ bộ bên trong máy tính giữa các cấu thành của phần cứng
cũng có thể được thực hiện thông qua hệ thống mạng với các đường dẫn dữ liệu
đặc biệt

- Người sử dụng các tính bị máy tính và liên kết với các thiết bị ngoại vi
khác như máy in, máy vẽ, máy số hóa và các thiết bị ngoại vi khác thông qua
một thiết bị hiển thị hình ảnh (Video Display Unit - VDU) để cho phép các sản
phẩm đầu ra được hiển thị nhanh chóng.

Hình 2.1: Sơ đồ tổ chức cấu thành một hệ thống phần cứng của HTTTĐL

18


II.2.2 Chuyên viên (Expertise)
Con người là thành phần quan trọng nhất, là nhân tố thưc hiện các thao tác
điều hành sự hoạt động của hệ thống GIS. 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: sử dụng các lớp bản đồ được lấy từ nhiều
nguồn khác nhau, chỉnh sửa dữ liệu để tạo ra các bản đồ theo yêu cầu.
- Người xuất bản: sử dụng phần mềm GIS để kết xuất ra bản đồ dưới
nhiều định dạng xuất khác nhau.
- Người phân tích: giải quyết các vấn đề như tìm kiếm, xác định vị trí…
- Người xây dựng dữ liệu: là những người chuyên nhập dữ liệu bản đồ
bằng các cách khác nhau: vẽ, chuyển đổi từ định dạng khác, truy nhập CSDL…
- Người quản trị CSDL: quản lý CSDL GIS và đảm bảo hệ thống vận
hành tốt.
- Người thiết kế CSDL: xây dựng các mô hình dữ liệu lôgic và vật lý.
- Người phát triển: xây dựng hoặc cải tạo các phần mềm GIS để đáp ứng
các nhu cầu cụ thể.
II.2.3 Số liệu, dữ liệu địa lý (Geographic data)
Hệ thống thông tin địa lý bao gồm dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính:

II.2.3.1 Dữ liệu địa lý
Dữ liệu địa lý bao gồm:
- Ảnh hàng không vũ trụ.
- Bản đồ trực ảnh (orthophotomap).
- Bản đồ nền địa hình lập từ ảnh hàng không - vũ trụ.
- Bản đồ địa hình lập từ số liệu đo đạc mặt đất.
- Bản đồ địa chính.
- Bản đồ địa lý tổng hợp từ các loại bản đồ địa hình.
Các loại ảnh và bản đồ nói trên đều ở dạng số và lưu lại dưới dạng vector
hoặc raster hỗn hợp raster-vector. Các dữ liệu địa lý dưới dạng vector được

19


phân lớp thông tin yêu cầu của việc tổ chức các thông tin. Thông thường người
ta hay phân lớp theo tính chất thông tin: lớp địa hình, lớp thuỷ văn, lớp đường
giao thông, lớp dân cư, lớp giới hành chính v.v.. Trong nhiều trường hợp để
quản lý sâu hơn, người ta sẽ phân lớp chuyên biệt hơn như trong lớp thuỷ văn
được phân thành các lớp con các lớp sông lớn, sông nhỏ, lớp biển, lớp ao
hồ,v.v…
Các thông tin ở dạng raster là các thông tin nguồn và các thông tin hỗ trợ,
không gian quản lý như một đối tượng địa lý. Các thông tin ở dạng vector tham
gia trực tiếp quản lý và được định nghĩa như những đối tượng địa lý. Các đối
tượng này thể hiện ở 3 dạng: điểm, đường và vùng hoặc miền. Mỗi đối tượng
đều có thuộc tính hình học riêng như kích thước, miền vị trí. Vấn đề được đặt ra
là tổ chức lưu trữ và hiển thị các thông tin vector như thế nào để thoả mãn các
yêu cầu sau:
- Thể hiện đầy đủ các thông tin cần thiết.
- Độ dư và đồ thừa thông tin là nhỏ nhất.
- Truy cập thông tin nhanh.

- Cập nhật thông tin dễ dàng và không sai sót (xoá bỏ thông tin không
cần thiết, bổ sung thông tin mới, chỉnh lý các thông tin đã lạc hậu).
- Thuận lợi cho việc hiền thị thông tin.
II.2.3.2 Dữ liệu thuộc tính
Dữ liệu thuộc tính (Attribute): là các thông tin giải thích cho các hiện
tượng địa lý gắn liền với hiện tượng địa lý. Các thông tin này được lưu trữ dữ
liệu thông thường. Vấn đề đặt ra là là phải tìm mối quan hệ giữa thông tin địa lý
và thông tin thuộc tính. Từ thông tin ta có thể tìm ra được các thông tin kia trong
cơ sở dữ liệu.
II.3. CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG GIS
Một cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có thể chia ra làm 2 loại
dữ liệu cơ bản: dữ liệu không gian và phi không gian. Mỗi loại có những đặc
điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu trữ dữ liệu, hiệu quả, xử lý và
hiển thị. Số liệu không gian là những mô tả số của hình ảnh bản đồ, chúng bao
gồm toạ độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ
thể trên từng bản đồ.
20


Hệ thống thông tin địa lý dùng các số liệu không gian để tạo ra một bản
đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi,
… Số liệu phi không gian là những diễn tả đặc tính, số lượng, mối quan hệ của
các hình ảnh bản đồ với vị trí địa lý của chúng. Các số liệu phi không gian được
gọi là dữ liệu thuộc tính, chúng liên quan đến vị trí địa lý hoặc các đối tượng
không gian và liên kết chặt chẽ với chúng trong hệ thống thông tin địa lý thông
qua một cơ chế thống nhất chung.
II.3.1 Mô hình thông tin không gian
Dữ liệu là trung tâm của hệ thống GIS, hệ thống GIS chứa càng nhiều thì
chúng càng có ý nghĩa. Dữ liệu của hệ GIS được lưu trữ trong CSDL và chúng
được thu thập thông qua các mô hình thế giới thực. Dữ liệu trong hệ GIS còn

được gọi là thông tin không gian. Đặc trưng thông tin không gian là có khả năng
mô tả “vật thể ở đâu” nhờ vị trí tham chiếu, đơn vị đo và quan hệ không gian.
Chúng còn khả năng mô tả “hình dạng hiện tượng” thông qua mô tả chất lượng,
số lượng của hình dạng và cấu trúc. Cuối cùng, đặc trưng thông tin không gian
mô tả “quan hệ và tương tác” giữa các hiện tượng tự nhiên. Mô hình không gian
đặc biệt quan trọng vì cách thức thông tin sẽ ảnh hưởng đến khả năng thực hiện
phân tích dữ liệu và khả năng hiển thị đồ hoạ của hệ thống.
II.3.1.1 Hệ thống Vector
II.3.1.1.1 Kiểu đối tượng điểm (Points )
Điểm được xác định bởi cặp giá trị X, Y. Các đối tượng đơn, thông tin về
địa lý chỉ gồm cơ sở vị trí sẽ được phản ánh là đối tượng điểm. Các đối tượng
kiểu điểm có đặc điểm:
- Là toạ độ đơn (X,Y)
- Không cần thể hiện chiều dài và diện tích

21


Hình 2.2: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm (Point).
Tỷ lệ trên bản đồ tỷ lệ lớn, đối tượng thể hiện dưới dạng vùng. Tuy nhiên
trên bản đồ tỷ lệ nhỏ, đối tượng này có thể thể hiện dưới dạng một điểm. Vì vậy,
các đối tượng điểm và vùng có thể được dùng phản ánh lẫn nhau.
II.3.1.1.2 Kiểu đối tượng đường (Arc )
Đường được xác định như một tập hợp dãy của các điểm. Mô tả các đối
tượng địa lý dạng tuyến, có các đặc điểm sau:
- Là một dãy các cặp toạ độ
- Một Arc bắt đầu và kết thúc bởi Node
- Các Arc nối với nhau và cắt nhau tại Node
- Hình dạng của Arc được định nghĩa bởi các điểm Vertices
- Độ dài chính xác bằng các cặp toạ độ

22


Hình 2.3: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng Arc
II.3.1.1.3 Kiểu đối tượng vùng (Polygons )
Vùng được xác định bởi ranh giới các đường thẳng. Các đối tượng địa lý
có diện tích và đóng kín bởi một đường được gọi là đối tượng vùng polygons, có
các đặc điểm sau:
- Polygons được mô tả bằng tập các đường (arcs) và điểm nhãn (label
points)
- Một hoặc nhiều arc định nghĩa đường bao của vùng
- Một điểm nhãn label points nằm trong vùng để mô tả, xác định cho
mỗi một vùng.

Hình 2.4: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon)

23


Hình 2.5: Một số khái niệm trong cấu trúc cơ sở dữ liệu bản đồ.
II.3.1.2 Hệ thống Raster
Mô hình dữ liệu dạng raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng
một lưới các ô vuông hay điểm ảnh (pixcel). Mô hình raster có các đặc điểm:
- Các điểm được xếp liên tiếp từ trái qua phải và từ trên xuống dưới.
- Mỗi một điểm ảnh (pixcel) chứa một giá trị.
- Một tập các ma trận điểm và các giá trị tương ứng tạo thành một lớp
(layer).
- Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều lớp.
Mô hình dữ liệu raster là mô hình dữ liệu GIS được dùng tương đối phổ

biến trong các bài toán về môi trường, quản lý tài nguyên thiên nhiên.
Mô hình dữ liệu raster chủ yếu dùng để phản ánh các đối tượng dạng vùng
là ứng dụng cho các bài toán tiến hành trên các loại đối tượng dạng vùng: phân
loại; chồng xếp.
Các nguồn dữ liệu xây dựng nên dữ liệu raster có thể bao gồm:
•

Ảnh quét

•

Ảnh máy bay, ảnh viễn thám

•

Chuyển từ dữ liệu vector sang raster

•

Lưu trữ dữ liệu dạng raster.

24


Trong một hệ thống dữ liệu cơ bản raster được lưu trữ trong các ô (thường
hình vuông) được sắp xếp trong một mảng hoặc các dãy hàng và cột. Nếu có
thể, các hàng và cột nên được căn cứ vào hệ thống lưới bản đồ thích hợp.
Việc sử dụng cấu trúc dữ liệu raster tất nhiên đưa đến một số chi tiết bị
mất. Với lý do này, hệ thống raster - based không được sử dụng trong các trường
hợp nơi có các chi tiết có chất lượng cao được đòi hỏi.

Hình 2.6: Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster

II.3.1.3 Chuyển đổi cơ sở dữ liệu dạng vector và raster
Việc chọn của cấu trúc dữ liệu dưới dạng vector hoặc raster tuỳ thuộc vào
yêu cầu của người sử dụng, đối với hệ thống vector, thì dữ liệu được lưu trữ sẽ
chiếm diện tích nhỏ hơn rất nhiều so với hệ thống raster, đồng thời các đường
contour sẽ chính xác hơn hệ thống raster. Ngoài ra cũng tuỳ vào phần mềm máy
tính đang sử dụng mà nó cho phép nên lưu trữ dữ liệu dưới dạng vector hay
raster. Tuy nhiên đối với việc sử dụng ảnh vệ tinh trong GIS thì nhất thiết phải
sử dụng dưới dạng raster.
Một số công cụ phân tích của GIS phụ thuộc chặt chẽ vào mô hình dữ liệu
raster, do vậy nó đòi hỏi quá trình biến đổi mô hình dữ liệu vector sang dữ liệu
raster, hay còn gọi là raster hoá. Biến đổi từ raster sang mô hình vector, hay còn
gọi là vector hoá, đặc biệt cần thiết khi tự động quét ảnh. Raster hoá là tiến trình
chia đường hay vùng thành các ô vuông (pixcel). Ngược lại, vector hoá là tập
hợp các pixcel để tạo thành đường hay vùng. Nếu dữ liệu raster không có cấu
trúc tốt, thí dụ ảnh vệ tinh thì việc nhận dạng đối tượng sẽ rất phức tạp.
Nhiệm vụ biến đổi vector sang raster là tìm tập hợp các pixel trong không
gian raster trùng khớp với vị trí của điểm, đường, đường cong hay đa giác trong
25