Công nghệ GIS

Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 1 -

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN


*******




BÁO CÁO KHAO HỌC

Đề bài:
CÔNG NGHỆ GIS



GV Hướng dẫn: TS. Nguyễn Vũ Quốc Hưng
SV Thực hiện: Nguyễn Trọng Tư –K54C


Hà Nội 04/2008


THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 2 -

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... 4
Bảng từ viết tắt và các thuật ngữ sử dụng ..................................................................... - 4 -
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... - 6 -
Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ GIS ................................................................................... - 8 -
1.1. GIS là gì? ............................................................................................................. - 8 -
1.2. Các thành phần cấu thành của GIS .................................................................. - 8 -
1.3. Nền tảng GIS ....................................................................................................... - 9 -
1.3. GIS quản lý các tập hợp thông tin địa lý ........................................................ - 10 -
1.3.1. Tạo bản đồ và mô hình cầu trái đất .............................................................. - 10 -
1.3.2. Các tập hợp dữ liệu ...................................................................................... - 10 -
1.3.3. Xử lý và làm mẫu luồng công việc .............................................................. - 11 -
1.3.4. Làm mẫu dữ liệu .......................................................................................... - 11 -
1.3.5. Siêu dữ liệu .................................................................................................. - 11 -
1.4. Hệ thống thông tin địa lý thông minh ............................................................. - 11 -
1.5. Ba cách hiển thị của GIS .................................................................................. - 14 -
1.5.1. Cách hiển thị CSDL: .................................................................................... - 15 -
1.5.2. Hiển thị trực quan địa lý ảo .......................................................................... - 20 -
1.5.3. Hiển thị mô hình........................................................................................... - 24 -
1.6. Xây dựng các yếu tố hình học GIS .................................................................. - 27 -
1.6.1. Giới thiệu các yếu tố hình học GIS .............................................................. - 27 -
1.6.2. Các yếu tố hình học của GIS ........................................................................ - 29 -
1.6.3. Thực thi vật lý tiêu chuẩn............................................................................. - 31 -
1.6.4. Thực thi vật lý thay thế ................................................................................ - 36 -
Chương 2 DỮ LIỆU ĐỊA LÝ ....................................................................................... - 42 -
2.1. Các khái niệm về dữ liệu bản đồ và dữ liệu GIS ............................................ - 43 -
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT

- 3 -
2.1.1. Các hệ toạ độ và phạm vi bản đồ ................................................................. - 43 -
2.1.2. Dữ liệu Raster và Vector .............................................................................. - 45 -
2.1.3. Bản đồ cơ sở và các lớp dữ liệu theo chủ đề ................................................ - 46 -
2.1.4. Khai thác liệu GIS, tiếp cận và phân phối.................................................... - 47 -
2.2. CSDL địa lý ....................................................................................................... - 48 -
2.2.1. GIS với các loại tệp dữ liệu và hệ quản trị CSDL quan hệ .......................... - 48 -
2.2.2. Hỗ trợ các định dạng dữ liệu ........................................................................ - 49 -
2.3. Siêu dữ liệu và GIS ........................................................................................... - 50 -
2.3.1. Siêu dữ liệu là gì? ......................................................................................... - 50 -
2.3.2. Tại sao siêu dữ liệu quan trọng đối với GIS?............................................... - 52 -
2.3.3. Các ứng dụng GIS hỗ trợ siêu dữ liệu như thế nào? .................................... - 54 -
2.4. Quản trị dữ liệu ................................................................................................. - 58 -
Kết luận ......................................................................................................................... - 59 -
Tài liệu tham khảo ................................................................. Error! Bookmark not defined.

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Bỏo cỏo khoa hoc
Nguyn Trng T Lp K54C - CNTT
- 4 -

LI CM N
.
Em xin chõn thnh cm n cỏc thy cụ giỏo trong khao Cụng ngh thụng tin,
trong chuyờn ban Khoa hc mỏy tớnh, c bit l thy Nguyn V Quc Hng ó
tn tỡnh ch bo giỳp em trong sut thi gian lm bỏo cỏo khoa hc
Do trỡnh v thi gian cú hn nờn trong quỏ trỡnh thc hin ti khụng
trỏnh khi nhng thiu sút, em rt mong nhn c s tham gia úng gúp ý kin
ca quý thy cụ giỏo v cỏc bn ti c hon thin hn.


Em xin chõn thnh cm n!

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 5 -
Bảng từ viết tắt và các thuật ngữ sử dụng
Các thuật ngữ, các cụm từ viết tắt Chú giải
CAD Computer Aided Design
CSDL Cơ Sở Dữ Liệu
ESRI Environmental Systems Research Institute
FGDC Federal Geographic Data Committee
GIS Geography Information System
GML Geography Markup Language
GSDI Global Spatial Data Infrastructure
ISO International Organization for Standardization
LAN Local Area Network
NSDI National Spatial Data Infrastructure
SDI Spatial Data Infrastructure
SOAP Simple Object Access Protocol
SANs Storage Area Networks

TINs Triangulated Irregular Networks
UDDI Universal Description, Discovery, and Integration
WAN Wide Area Network
WFS Web Feature Service
WMS Web Map Service
WSDL Web Services Description Language
XML Extensible Markup Language


THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 6 -
MỞ ĐẦU
Khoa học ngày nay ngày càng phát triển kéo theo đó nhu cầu tìm hiểu về khoa học,
về cơng nghệ và về thế giới ngày càng tăng cao.
Việc tìm hiểu về thế giới xung quanh là sự tò mò cũng như là niềm mơ ước của
bao nhiêu người. Người ta có nhiều cách để khám phá thế giới như đi du lịch, thể thao
thám hiểm, xem ti vi, hoặc biến thế giới trở thành một mơ hình nhỏ nằm bên trong hệ
thống máy tính để con người có thể xem chi tiết tất cả các vấn đề về địa lý, về thời tiết,
địa hình, sơng ngòi, hay chỉ đơn giản là đi du lịch qua màn ảnh vi tính các mơ hình sống
động dựa trên thế giới thực trên màn ảnh máy vi tính. Cơng nghệ ngày nay phát triển đã
biến những điều đó trở thành hiện thực và khơng đâu khác đó chính là cơng nghệ GIS một
cơng nghệ mơ phỏng thế thới thơng tin địa lý một cách khoa học, chính xác và có hệ
thống.
Để làm được những điều trên đây, một bài tốn lớn đặt ra là việc thu thập và xử lý
dữ liệu địa lý một cách chính xác và cập nhật thường xun. Cơng việc tiếp theo là mơ
hình hố các dữ liệu đó, xử lý và biểu diễn chúng trên các ứng dụng điện tử cũng như trên
các dịch vụ Web.
Ngày nay, có rất nhiều tổ chức nghiên cứu và đi sâu định hướng vào việc phát triển

các mơ hình địa lý thế giới dựa trên cơng nghệ GIS và các dịch vụ liên quan. Vì vậy
nghiên cứu về cơng nghệ thơng tin địa lý nói chung và cơng nghệ GIS nói riêng đang là
một xu hướng tất yếu của khoa học ngày nay. Nó mang lại nhiều tiềm năng về khoa học
cũng như các lợi ích về kinh tế, văn hóa, xã hội, cũng như nhiều mặt khác của một đất
nước cũng như của tồn thể thế giới.
Các ứng dụng của cơng nghệ GIS có hai loại chủ yếu đó là các phần mềm và các
dịch vụ Web. Các phần mềm dựa trên GIS có nhiệm vụ chủ yếu là xử lý thơng tin địa lý
và biểu diễn mơ hình hố về bản đồ, về địa hình, khí hậu, thiên tai, khống sản…của tất
cả các vùng, các quốc gia, các châu lục, các đại dương và tồn cầu. Các dịch vụ ứng dụng
trên cơng nghệ GIS chủ yếu là các dịch vụ Web xử lý các u cầu về địa lý, cung cấp các
thơng tin về địa lý với nền Web nhúng các ứng dụng cơng nghệ GIS hỗ trợ xử lý.
Với tính cấp thiết và những ứng dụng cũng như lợi ích từ cơng nghệ GIS mang lại,
nội dung của khố luận chủ yếu tập trung vào các vấn đề mang tính cơ bản của một hệ
thống thơng tin địa lý, tập thu thập và tổng hợp thơng tin, sự xử lý thơng tin và biểu diễn
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Bỏo cỏo khoa hoc
Nguyn Trng T Lp K54C - CNTT
- 7 -
thụng tin ca h thng ú. V i tng nghiờn cu cui cựng ca khoỏ lun ny l mụi
trng truyn thụng ca cỏc mng a lý cng nh cỏc mng ng dng cụng ngh GIS,
cỏc dch v Web da trờn cụng ngh GIS.
Vi c s h tng v kinh t, xó hi cng nh v khoa hc, cụng ngh, truyn
thụngthỡ vic tt yu phi cú mt h thng ng dng GIS qun lý cỏc ti nguyờn v
ng dng a lý l mt bc ngot ht sc quan trng thỳc y nhng li ớch xó hi v
kinh t ca nc ta núi riờng v ca th gii núi chung. V lm c iu ú, trc
tiờn chỳng ta phi lm quen dn vi cụng ngh GIS v cỏc ng dng cng nh dch v
da trờn cụng ngh ny, sau ú l s trin khai vo thc t.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT

- 8 -
Chương 1
GIỚI THIỆU VỀ GIS
1.1. GIS là gì?
GIS là hệ thống thông tin địa lý, là công cụ máy tính bao gồm tập hợp phần cứng,
phần mềm máy tính và dữ liệu địa lý nhằm chụp hình, quản lý, phân tích và hiển thị tất cả
các dạng của thông tin liên quan đến địa lý.
G, I, và S
• G: geographic – thuộc địa lý:
– Dữ liệu không gian
– Các thành phần liên quan đến địa lý.
• I: information – thông tin:
– Cơ sở dữ liệu
– Hiển thị thông tin
• S: systems – Các hệ thống
– Người sử dụng
– Phần cứng
– Phần mềm
1.2. Các thành phần cấu thành của GIS
 Phần cứng – Hardware
 Phần mềm – Software
 Dữ liệu - Data
 Con người - People
 Các phương thức - Methods
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Bỏo cỏo khoa hoc
Nguyn Trng T Lp K54C - CNTT
- 9 -

Hỡnh 1.1 Cỏc thnh phn ca GIS

1.3. Nn tng GIS
Cỏc yờu cu GIS tỏc dng nh th no phn mm GIS c xõy dng v s
dng. GIS, ging nh cỏc cụng ngh thụng tin khỏc, phi c thc thi trong mt phng
thc n gin cho phộp cỏc ng dng h tr cỏc lung cụng vic ca mi t chc v cỏc
yờu cu thng mi. iu ny ó c hon thnh bng vic cung cp mt nn tng phn
mm chung cung cp cỏc h tr y cho cỏc loi y cỏc yu t tri thc a lý
nh l cỏc cụng c y cho vic qun lý d liu, chnh sa, phõn tớch, v hin th.
Trong bi cnh nh vy, phn mm GIS cú th ngy cng tng lờn i vi c s h
tng cụng ngh thụng tin thu thp rng rói, v cỏc h thng nhiu ngi s dng phc
tp.

Hỡnh 1.2 Nn tng GIS
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Bỏo cỏo khoa hoc
Nguyn Trng T Lp K54C - CNTT
- 10 -

Mt nn tng GIS phi c cung cp tt c cỏc kh nng cn thit h tr cỏc
tm nhỡn m rng.
CSDL a lý lu tr v qun lý tt c cỏc i tng a lý
Mt mng da trờn Web phõn phi vic qun lý v chia s thụng tin a lý
Cỏc ng dng mỏy bn v mỏy ch cho:
o Biờn dch d liu
o Truy vn thụng tin
o Phõn tớch v x lý a lý khụng gian
o Sn phm thuc bn hc
o Hin th hỡnh nh trc quan v khai thỏc cỏc hỡnh nh
o Qun lý d liu GIS
Mụ un hoỏ cỏc thnh phn phn mm (cỏc ng c) nhỳng vo GIS mt
cỏch logic trong cỏc ng dng khỏc v xõy dng cỏc ng dng khỏch hng

Cỏc dch v thụng tin a lý cho nhiu lp v tp trung nhiu h thng GIS
Mt nn tng GIS tng cho thy tt c cỏc yờu cu a lý
1.3. GIS qun lý cỏc tp hp thụng tin a lý
GIS qun lý, phõn tớch v hin th v lnh vc a lý m c biu din s dng
mt chui cỏc tp hp thụng tin. Cỏc tp hp thụng tin ú bao gm:
1.3.1. To bn v mụ hỡnh cu trỏi t
Cỏc hin th tng tỏc ca d liu a lý tr li nhiu cõu hi, cỏc kt qu hin
hu, v s dng nhn l mt bng hin th cho cụng vic thc t. To bn m mụ hỡnh
cu trỏi t cung cp cỏc ng dng nõng cao ca GIS cho vic tng tỏc vi cỏc d liu
a lý.
1.3.2. Cỏc tp hp d liu
Cỏc tp c s v cỏc c s d liu ca thụng tin a lý nh l cỏc tớnh nng, cỏc
mng, cỏc mụ hỡnh, cỏc a vt, cỏc b mt v cỏc tớnh cht.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 11 -
1.3.3. Xử lý và làm mẫu luồng cơng việc
Tập hợp các thủ tục xử lý địa lý cho việc tự động và lặp lại một số cơng việc cho
việc phân tích.
1.3.4. Làm mẫu dữ liệu
Các tập hợp dữ liệu GIS nhiều hơn là các bảng hệ quản lý CSDL. Chúng kết hợp
các hành vi tiên tiến và sự tồn vẹn như các hệ thống thơng tin khác. Lược đồ làm mẫu dữ
liệu, hành vi, tính tồn vẹn của các tập hợp dữ liệu địa lý.
1.3.5. Siêu dữ liệu
Các tài liệu miêu tả các yếu tố khác. Một lơ các tài liệu cho phép mọi người sử
dụng tổ chức, khám phá tăng cường truy nhập để nhận thức về khơng gian địa lý được
chia sẻ.
1.4. Hệ thống thơng tin địa lý thơng minh
Về mặt lịch sử, con người đã học được các kiến thức, các quy tắc và chia sẻ nó qua

nhiều dạng trừu tượng. Chúng ta đã tiếp tục diễn tả các kinh nghiệm của con người và tập
hợp các hiểu biết để sử dụng những sự trừu tượng này để tổng hợp vào cho kho tàng kiến
thức lớn hơn. Những sự trừu tượng, như là chữ, chữ tượng hình, ngơn ngữ, tốn học, âm
nhạc và nghệ thuật, vẽ, tạo hình và tạo bản đồ…được sử dụng để ghi lại và truyền thơng
với nền văn minh và văn hố của chúng ta từ đời này sang đời khác.

Hình 1.3 Trừu tượng thế giới
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 12 -
Là con người, chúng ta sử dụng nhiều sự trừu tượng để biểu diễn và truyền thơng
những hiểu biết của chúng ta về trái đất và các hệ thống của nó. Địa lý học cung cấp một
khung cơng việc chung cho sự trừu tượng và truyền thơng về địa điểm.
Trong thời đại tính tốn số, chúng ta đã năm bắt được mọi thứ chúng ta biết và chia
sẻ chúng qua mạng (Worl Wide Web). Các tập hợp kiến thức này nhanh chóng được kỹ
thuật số hóa. Đồng thời, GIS cũng được cải tiến để giúp chúng ta hiểu hơn, biểu diễn,
quản lý và liên kết nhiều diện mạo của trái đất như một hệ thống.

Hình 1.4 Cơng nghệ số ngày càng được sử dụng và được nắm bắt mọi thức mà chúng ta biết

Địa lý học theo truyền thơng cung cấp một khung cơng việc và ngơn ngữ quan
trọng cho việc tổ chức và liên kết các khái niệm chủ chốt về thế giới của chúng ta. GIS
cung cấp một kỹ thuật tương đối mới cho việc nắm bắt cá kiến thức về đồ hoạ địa lý
trong năm yếu tố cơ bản: Lập bản đồ và mơ hình cầu trái đất, các tập hợp dữ liệu đồ hoạ
địa lý, làm mẫu khung cơng việc, làm mẫu dữ liệu, siêu dữ liệu.
Năm yếu tố này cùng với tồn bộ lập luận phần mềm GIS, định dạng các khối tồ
nhà để lắp ráp lại các hệ thốn thơng tin địa lý thơng minh. GIS thơng minh có thể thực
hiện được tóm lược số hố các kiến thức về địa lý. Những yếu tố này cung cấp một nền
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Bỏo cỏo khoa hoc
Nguyn Trng T Lp K54C - CNTT
- 13 -
tng cho vic a ch hoỏ nhiu thỏch thc s dng GIS (vớ d nh ci tin hiu qu, s
thụng minh v to quyt oỏn, lp k hoch cú khoa hc, tớnh toỏn ti nguyờn, c lng,
truyn thụng).


Hỡnh 1.5 Phn mm GIS

GIS tru tng hoỏ a lý trong nm yu t c bn c s dng cho vic hin th
kin thc v a lý. Cỏc yu t ny cựng vi cỏc phn mm nõng cao cung cp cỏc khi
nh cho GIS thụng minh.
GIS thụng minh cho phộp nm bt v chia s cỏc hiu bit v a lý trong nhiu
khuụn dng cỏc tp hp d liu GIS tiờn tin, bn hoỏ, lm mu d liu, ý kin ca
cỏc nh chuyờn mụn ngi phỏt trin cỏc chun hoỏ lung cụng vic v qun lý mụ hỡnh
ca quy trỡnh s lý a lý tiờn tin. GIS thụng minh cng cho phộp xõy dng v qun lý
cỏc kin thc v cú th ph bit i vi mi ngi s dng nú.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 14 -
1.5. Ba cách hiển thị của GIS
Một hệ thống thông tin địa lý hỗ trợ vài cách biểu diễn thông tin địa lý, có ba cách
chủ yếu sau:
 Hiển thị dữ liệu địa lý: Một hệ thống GIS là một CSDL không gian bao
gồm các tập hợp dữ liệu mà có thể biểu diễn thông tin địa lý trong các điều
kiện của các dạng dữ liệu GIS tự nhiên.(các tính năng, Rasters, các hình học
địa lý, mạng…).
 Hiển thị trực quan địa lý ảo: Một hệ thống GIS là một tập hợp các bản đồ

thông minh và các hiển thị khác được đưa ra các tính năng và các mối quan
hệ giữa các tính năng trên bề mặt trái đất. Có rất nhiều hiển thị bản đồ dưới
thông tin địa lý có thể được xây dựng và sử dụng như “các cửa sổ nhập
liệu” để hỗ trợ các truy vấn, phân tích và chỉnh sửa thông tin.
 Hiển thị xử lý thông tin địa lý: Một hệ thống GIS là các công cụ biến đổi
thông tin nhận được từ tập hợp dữ liệu địa lý mo ư í từ các tập hợp dữ liệu
hiện có. Các chức năng xử lý thông tin địa lý từ các tập hợp dữ liệu hiện có,
áp dụng các chức năng phân tích, và ghi lại kết quả vào các tập hợp dữ liệu
mới thu thập được.

Hình 1.6 Ba cách biểu diễn thông tin của GIS - sử dụng làm việc với các yếu tố của tri thức địa lý
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 15 -
Một hệ thống GIS thường được kết hợp với một bản đồ. Tuy nhiên, một bản đồ chỉ
là một cách bạn có thể làm việc với dữ liệu địa lý trong một hệ thống GIS, và chỉ một
kiểu của sản phẩm tạo bở GIS. Điều này rất quan trọng vì nó có nghĩa là một hệ thống
GIS có thể cung cấp sự phân phối lớn với nhiều khả năng giải quyết vấn đề hơn là sử
dụng chương trình ánh xạ đơn giản hoặc thêm dữ liệu vào một công cụ ánh xạ trực
tuyến.
1.5.1. Cách hiển thị CSDL:
Một GIS là một loại CSDL riêng biệt của thế giới – một CSDL địa lý
(geodatabase). Nó là một hệ thống thông tin về địa lý. Về cơ bản, một GIS được dựa trên
một CSDL có cấu trúc diễn tả thế giới trong về phương diện địa lý.
1) Dữ liệu GIS: Một GIS là một CSDL không gian

Sự biểu diễn lại địa hình: Như là một phần của việc thiết kế CSDL địa lý. Người
sử dụng chỉ định cách mà cách tính năng chắc chắn sẽ được hiển thị lại. Ví dụ, các
khoảng đất sẽ được diễn tả bởi các hình đa giác, các đường phố sẽ được ánh xạ như là các

đường ở giữa các hình đa giác đó, và các sự vật như là các điểm…Tính năng này được tập
hợp vào trong các lớp tính năng mà trong mỗi tập hợp có một sự biểu diễn địa lý chung
Mỗi tập hợp dữ liệu GIS cung cấp một sự biểu diễn của diện mạo thế giới bao
gồm:
 Tập hợp sắp xếp của các tính năng dựa trên véc tơ (các tập hợp các
điểm, các đường, và các hình đa giác).



Hình 1.7 Tập hợp dữ liệu Vector
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 16 -

 Các tập hợp dữ liệu lưới như là các dạng hình chiếu kỹ thuật số và hình
tượng.

Hình 1.8 Tập hợp dữ liệu Raster
 Các mạng

Hình 1.9 Các mạng thông tin về địa lý
 Địa hình và các bề mặt khác

Hình 1.20 Mô hình ba chiều địa lý
 Các tập hợp dữ liệu bề mặt

Hình 1.21 Tập hợp dữ liệu địa lý bề mặt
 Thông tin địa lý khác như là các địa chỉ, tên địa điểm, các dạng xử lý
thông tin địa lý và các thông tin bản đồ

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 17 -

Hình 1.22 Các thơng tin địa lý khác
Các tính chất miêu tả: Ngồi những sự trình bày địa lý, các tập hợp dữ liệu GIS
bao gồm các các tính chất được xếp thành các bảng truyền thống để miêu tả các đối tượng
địa lý. Nhiều bảng có thể được liên kết với các đối tượng địa lý bởi một chuỗi các trường
chung(thường được gọi là các khố). Các tập hợp thơng tin và các mối quan hệ này đóng
vai trò như chủ chốt trong mơ hình dữ liệu GIS, đúng như chúng làm trong các ứng dụng
CSDL truyền thống.

Hình 1.23 Miêu tả các đặc tính địa lý
Các mối quan hệ khơng gian: hình học GIS và các mạng: các mối quan hệ, như
là các tơ pơ và các mạng, cũng là các phần quyết định chủ chốt của một CSDL GIS. Tơ pơ
được tận dụng để quản lý danh giới chung giữa các tính năng định nghĩa và làm cho có
hiệu lực các quy tắc tồn vẹn dữ liệu, và hỗ trọ các truy vấn và định hướng tơ pơ (ví dụ,
phát hiện các tính năng liền kề và liên hợp). Hình học cũng được sử dụng để hỗ trợ việc
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Bỏo cỏo khoa hoc
Nguyn Trng T Lp K54C - CNTT
- 18 -
chnh sa phc tp v cỏc tớnh nng xõy dng t cỏc hỡnh hc khụng cú cu trỳc (vớ d
nh xõy dng cỏc hỡnh a giỏc t cỏc ng thng).
2) Cỏc tớnh nng chia s v phng din hỡnh hc
Tớnh nng hỡnh hc cú th c din t s dng cỏc mi liờn h gia cỏc nỳt
(Node), cỏc cnh (Edge) v cỏc mt (Face)

Hỡnh 1.24 Hỡnh hc hoỏ a lý

Mng c mụ t nh l mt th gn kt ca cỏc i tng GIS m nú nm bt
c. iu ny l quan trng cho vic mụ hỡnh hoỏ cỏc con ng v nh hng cho
giao thụng vn ti, cỏc ng ng dn, cỏc tin ớch, cỏc cụng trỡnh thu li, ao h, bin v
nhiu cỏc ng dng da trờn mng khỏc.
Trong vớ d v mng ny, cỏc con ph c c biu th nh l cỏc cnh
ni vi nhau ti mi u cui ca nú (hay cũn gi l ch giao nhau). Mụ
hỡnh cỏc hng quay biu th hng i t cnh ny sang cnh khỏc.

Hỡnh 1.25 Biu th th gii thc qua hỡnh hc
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 19 -
3) Tập hợp lớp và dữ liệu thuộc chủ đề
GIS tổ chức các dữ liệu địa lý trong một chuỗi các lớp và các bảng theo chủ đề. Kể
từ khi các tập hợp dữ liệu địa lý trong GIS có các mối liên hệ địa lý với nhau, chúng có
các định vị và và các lớp chồng nhau của thế giới thực.
Trong một GIS, các homogenous tập hợp các đối tượng của địa lý và tổ chức thành
các lớp như là các lơ đất, các sự vật, các tồ nhà, và các hình ảnh khác, và các mơ hình độ
cao kỹ thuật số dựa trên lưới Raster. Định nghĩa chính xác các tập hợp dữ liệu địa lý là
quyết định cho sự hữu dụng của các GIS, và khái niệm dựa trên lớp của tập hợp các
thơng tin theo chủ đề là quyết định cho các tập hợp dữ liệu GIS.
GIS tích hợp nhiều loại dữ liệu khơng gian.

Hình 1.26 Các lớp dữ liệu GIS
Các tập hợp dữ liệu có thể được biểu diễn:
 Các số đo thuần túy (như là hình ảnh từ vệ tinh)

Thơng tin biên dịch và thơng dịch

 Dữ liệu nhận được từ các hoạt động xử lý địa để phân tích và làm mơ hình
hố.
Nhiều mối quan hệ khơng gian giữa các lớp có thể đơn giản nhận được qua vị trí
địa lý chung của chúng. GIS quản lý các lớp dữ liệu đơn giản như các lớp đối tượng GIS
tự nhiên và tận dụng tập hợp phong phú các cơng cụ làm việc với cá lớp dữ liệu để đạt
được nhiều mối quan hệ chủ chốt.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Bỏo cỏo khoa hoc
Nguyn Trng T Lp K54C - CNTT
- 20 -
Mt GIS s dng cỏc tp hp d liu ch s vi nhiu cỏc th hin, thng l
nhiu dng s c t chc.
Vỡ vy, nú rt quan trng cho cỏc tõp hp d liu GIS :
n gin vic s dng v d hiu.
Tin dng vi cỏc tp hp d liu a lý khỏc
Biờn dch hiu qu v chun xỏc
Cú ti liu rừ rng cho ni dung, s dng mong i, v cho cỏc mc ớch
Bt c CSDL GIS no hoc c s tp no cng u tuõn theo nhng nguyờn lý
chung nay. Mi GIS ũi hi cú mt c ch biu din cỏc d liu a lý trong cỏc iu kin
ny, cựng vi ton b tp hp cỏc cụng cự s dng v qun lý cỏc thụng tin ny.
1.5.2. Hin th trc quan a lý o
Mt GIS l mt tp hp cỏc bn thụng minh v cỏc hin th khỏc hin th cỏc
tớnh nng v cỏc mi quan h v tớnh nng trờn b mt trỏi t. Cỏc bn ng sau
nhng thụng tin a lý cú th c xõy dng v s dng nh mt ca i vo CSDL
h tr cỏc truy vn, phõn tớch, v chnh sa thụng tin.


Hỡnh 1.27 ng dng hin th ho a lý o

Mt GIS bao gm mt bn thụng minh v cỏc biu din khỏc

Trc quan a lý o lm vic vi cỏc bn v cỏc biu din khỏc ca thụng tin a
lý bao gm cỏc bn tng tỏc, cỏc hỡnh nh ba chiu, tng hp cỏc th v cỏc bng,
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 21 -
hiển thị dựa trên thời gian và các hiển thị dưới dạng biểu đồ của các mối quan hệ trong
một mạng.
Một GIS bao gồm các bản đồ tương tác và các hiển thị khác cho phép thao tác trên
các tập hợp dữ liệu địa lyls. Các bản đồ cung cấp các hình tượng hữu dụng để định nghĩa
và chuẩn hốc làm sao cho người ta có thể sử dụng và tương tác với thơng tin địa lý.
Các bản đồ tương tác cung cấp một giao diện người sử dụng chính cho hầu hết các
ứng dụng GIS và ln hiện hữu với nhiều mức, từ các bản đồ trên thiết bị di động cho tới
các bản đồ trên các trang Web trong các trình duyệt, và cuối cùng là các ứng dụng làm
việc cuối cùng mức cao của GIS.
 Các bản đồ được sử dụng để truyền tải thơng tin địa lý một cách tốt nhất cho
việc thực hiện một số cơng việc bao gồm biên dịch dữ liệu nâng cao, nghiên
cứu bản đồ học, phân tích, truy vấn, và tập hợp các trường dữ liệu
Các bản đồ GIS tương tự như các bản đồ tĩnh, các bản đồ in, trừ khả năng tương
tác với nó.
 Bạn có thể chọn lọc và phóng to thu nhỏ với một bản đồ tương tác mà trong
đó các lớp bản đồ được bật lên hoặc tắt bỏ với những phạm vi thích hợp.
 Bạn có thể áp dụng các ký hiệu cho các lớp bản đồ dựa trên bất kỳ tập hợp
tính chất nào. Ví dụ, bạn có thể đánh bóng các lơ đất với các màu dựa trên
các vùng khác nhau hoặc chỉ định kích cỡ của các biểu tượng điểm sử vật
dựa trên các mức độ sản xuất.
 Bạn cũng có thể điểm hố các đối tượng địa lý trong các bản đồ tương tác
để lấy thêm thơng tin về đối tượng và thực hiện các truy vấn, các phân tích
về khơng gian. Ví dụ, bạn có thể tìm thấy tất cả các thơng tin lưu trữ về các
trường học gần nhất (ví dụ như trong khoảng 200m) hoặc tìm các vùng nào

đó bạn muốn.
 Thêm nữa, nhiều người sử ụng GIS chỉnh sửa dữ liệu và trình diễn dữ liệu
qua cá bản đồ tương tác.
Ngồi những bản đồ, những hiển thị tương tác khác, như thời gian, địa cầu, và các
biểu đồ vẽ được sử dụng như những sự hiển thị của CSDL GIS. Nó thơng qua một bản đồ
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Bỏo cỏo khoa hoc
Nguyn Trng T Lp K54C - CNTT
- 22 -
tng tỏc m nhng ngi s dng GIS thc hin cỏc cụng vic chung v GIS t n gin
n phc tp.

Hin th v thi gian c s dng kim soỏt cỏc thm ho

Hỡnh 1.28 Hin th theo thi gian thụng tin a lý
õy l dng thng mi chớnh trong GIS cho phộp truy cp thụng tin a lý cho
mt t chc. Nhng nh phỏt trin thng nhỳng cỏc bn trong cỏc ng dng tu chn
v nhiu ngi s dng xut bn cỏc bn Web trờn Internet tp trung c s hu
dng ca GIS.
Nhỳng cỏc bn trong cỏc ng dng tu chn

Hỡnh 1.29 Nhỳng bn trong ng dng GIS
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 23 -

 Bản vẽ sơ đồ được sử dụng để hiển thị các đường dẫn khí

Hình 1.30 Hiển thị các đường dẫn khí trên ứng dụng GIS

 Phân tích đồ hoạ 3 chiều

Hình 1.31 Đồ hoạ 3 chiều mô tả các tuyến đường chèo núi Everest
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 24 -
1.5.3. Hiển thị mơ hình
Một GIS là một tập hợp các cơng cụ vận chuyển thơng tin để nhận được các tập
hợp dữ liệu địa lý mới từ các tập hợp dữ liệu có sẵn. các chức năng xử lý địa lý này lấy
chính các tập dữ liệu có sẵn, áp dụng các chức năng phân tích, và ghi lại các kết quả vào
trong các tập hợp dữ liệu mới lấy được.
Nói cách khác, bằng việc kết hợp dữ liệu và áp dụng trong một vài quy tác phân
tích, bạn có thể tạo một mơ hình mà có thể giúp trả lời các câu hỏi mà bạn đã đưa ra.
Trong ví dụ dưới đây, GPS và GIS đã được sử dụng để mơ hình chính xác các vị trí và
các phân bố của các mảnh vụn của tàu con thoi Columbia đã bị rơi ở phía đơng bang
Texas ngày 1 tháng 2 năm 2003

Hình 1.32 Hiển thị mơ hình của GIS
1) Hiển thị mơ hình là hiển thị q trình xử lý địa lý
Các xử lý địa lý học ám chỉ các cơng cụ và các q trình được đã phát sinh để nhận
được các tập hợp dữ liệu. Cách hiển thị khác của GIS là tập trung các tập hợp dữ liệu địa
lý và các hoạt động địa lý (gọi là cá cơng cụ) được sử dụng trên các tập hợp dữ liệu này.
Các tập hợp dữ liệu địa lý có thể diễn tả với các thơng số đo lường thơ (ví dụ như là các
hình ảnh chụp từ về tinh), thơng tin được biên dịch và thơng dịch bằng cách phân tích
(như là các con đường, các tồ nhà và các vùng đất), hoặc thơng tin được nhận được từ
các nguồn dữ liệu khác sử dụng lý thuyết phân tích và mơ hình hố.
Một GIS bao gồm các tập hợp phong phú các cơng cụ làm việc với các q trình
xử lý thơng tin địa lý. Sự tập hợp này của các cơng cụ để hoạt động trên các đối tượng
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Báo cáo khoa hoc
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
- 25 -
thơng tin địa lý như các tập hợp dữ liệu, các trường đặc điểm, và các yếu tố bản đồ cho
việc in ấn các bản đồ. Tổng hợp tồn bộ các lệnh này và các đối tượng dữ liệu với nhau từ
cơ bản thành một khung cơng việc xử lý địa lý phong phú.
Dữ liệu + các cơng cụ = Dữ liệu mới

Các cơng cụ GIS là các khối xây dựng cho việc thu thập các hoạt động nhiều bước.
một cơng cụ áp dụng cho một hoạt động đối với dữ liệu có sẵn để nhận được dữ liệu mới.
Các khung cơng việc xử lý địa lý trong một GIS được sử dụng để diễn giải cùng nhau
thành một chuỗi các hoạt động như vậy. Sự diễn giải trong mỗi chuỗi các hoạt động cùng
nhau định dạng hố một mơ hình xử lý và được sử dụng để tự động hố và ghi lại một số
các cơng việc xử lý địa lý trong GIS. Sự xây dựng và ứng dụng như các thủ tục liên quan
tới xử lý địa lý.
 Một GIS hồn chỉnh bao gồm các tập hợp thơng tin tự nhiên và các tập hợp
phong phú của các hoạt động GIS làm việc với thơng tin.


Hình 1.33 Các q trình xử lý địa lý mơ hình

2) Hoạt động xử lý địa lý
Xử lý địa lý được sử dụng để mơ hình các luồng dữ liệu từ một cấu trúc này tới
một cấu trúc khác để thực hiệ nhiều cơng việc chung của GIS – ví dụ, để nhập dữ liệu vào
từ một số dạng tích hợp vào GIS, và thực hiện một số chuẩn hố kiểm tra hiệu quả chất
lượng dữ liệu đã được nhập. Khả năng tự động lặp lại các luồng cơng việc là khả năng
hữu dụng trong GIS. Nó được áp dụng rộng rãi trong một số các ứng dụng và các kịch
bản của GIS.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN