BAI GIẢNG GIS (Geographgic Information Systems)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.81 MB, 114 trang )
GIS trong Lâm nghiệp
Tiến sỹ: guyễn Văn Lợi
GIS trong LÂM GHIÊP
(Geographic Information System)
Chøc n¨ng ph©n tÝch
ViÔn th¸m
Chøc n¨ng thu nhân dữ liệu
Hệ thống định vị toàn cầu
1
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Chơng I.
Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý
( Overview of GIS)
I. Giới thiệu (Introduction)
Hệ thống thông tin địa lý (GIS: Geographgic Information Systems) ó bt u
c s dng rng rói cỏc nc phỏt trin hn 2 thập kỷ qua, õy l mt dng ng
dng cụng ngh tin hc nhm mụ t th gii thc m loi ngi ang sng-tỡm hiukhai thỏc. Hệ thống thông tin địa lý là hệ thống dựa trên cơ sở máy tính, đợc sử dụng để
lu trữ sửa đổi, cập nhật và trao đổi thông tin điạ lý giữa các cơ quan và tổ chức với nhau.
Vi nhng tớnh nng u vit, GIS ngy nay ang c ng dng trên tất cả mọi lĩnh vực
nghiờn cu v qun lý, c bit trong lĩnh vực lõm nghip (lõm sinh, qun lý bo v
rng) v mụi trng.
p dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) đ tạo ra một nhu cầu đột biến, đòi hỏi
ngời sử dụng phải hiểu biết kiến thức về kỹ thuật GIS. Mặt khác để tạo điều kiện thuận
lợi cho công tác quản lý, điều hành và ra quyết định, các nhà l nh đạo đang mong muốn
cần có một sự hỗ trợ về tài chính để chuyển tất cả số liệu(bản đồ giấy) sang dạng số phù
hợp cho sử dụng GIS. Những ngời làm công tác đào tạo và sinh viên sử dụng thông tin
tiếp cận công nghệ GIS để nâng cao việc phân tích theo chiều rộng và chuyên sâu. Hệ
thống thông tin địa lý (GIS) sẽ giúp đỡ chúng ta làm ra các loại bản đồ, hợp nhất thông
tin, giải quyết các vấn đề phức tạp và đề xuất các giải pháp có hiệu quả mà cha từng
đợc thấy trớc đây. Làm bản đồ và phân tích thông tin không phải là mới, nhng hệ
thống thông tin địa lý (GIS) thực hiện nhiệm vụ này tốt hơn và nhanh hơn phơng pháp
truyền thống. Công nghệ GIS chỉ cần ít một số ngời có kỹ năng sử dụng thông tin để
đa ra quyết định và giải quyết các vấn đề phức tạp trong thực tiễn sản xuất.
II. Lịch sử phát triển. (A brief history of GIS)
Trên thế giới hệ thống thông tin địa lý (GIS) đợc phát triển từ năm 1960, ở thời kỳ
này các nhà nghiên cứu và quản lý tài nguyên thiờn nhiờn trong các lĩnh vực cần có một
sự hợp nhất số liệu từ các nguồn khác nhau để phục vụ cho công tác phân tích và cung
cấp thông tin cho tiến trình đa ra quyết định quản lý và qui hoạch tài nguyên. Ba nhân
tố quan trọng đợc tạo ra trong hệ thống thông tin kỹ thuật số ở năm 1960 là:
Tinh chế trong kỹ thuật can vẽ bản đồ
Phát triển nhanh chóng hệ thống kỹ thuật số trên máy vi tính
Cuộc cách mạng số lợng về phân tích không gian
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) u tiờn xut hin vo nm 1964 Canada.Trong
thi k ny d ỏn h thng thụng tin a lý ó c phờ duyt v thc hin. Mc tiờu ca
d ỏn ny l nhm tr giỳp cho chớnh ph Canada trong vic phõn tớch v kim kờ s
dng t nụng nghip. Nm 1967 h thng thụnng tin s dng t Newyork ó c
thit lp. Trong thp k 1980 v 1990 , nhiu cỏc chng trỡnh GIS c thit k l
nhng gúi phn mm phỏt trin bi cỏc cụng ty t nhõn nh: ArcInfo (1981),
ArcView(1992), MapInfo (1986), Grass.
Việt nam công tác điều tra, theo dõi diễn biến tài nguyên, qui hoạch... và quản
lý rừng, việc ứng dụng kỹ thuật tin học nói chung và hệ thống sử lý thông tin bản đồ GIS
trên máy tính nói riêng là một nhu cầu cấp bách và quan trọng hiện nay. Sử dụng máy
2
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
tính để xử lý số liệu rừng đợc áp dụng từ những năm 1968 - 1970, song ở nớc ta đến
nay phần sử lý thông tin trên bản đồ chủ yếu làm theo phơng pháp truyền thống (làm
bằng thủ công).
Từ năm 1987 - 1991 trên cơ sở tiến bộ vợt bậc của máy tính PC (Personal
Computer) đ tiến hành thiết kế xây dựng và hoàn thiện hệ chơng trình GIS trên PC để
xử lý trên máy tính các bản đồ rừng, hệ phần mền này gọi là FEWGIS ( Forest
Environment Willge Geographic Information System), đến nay kỹ thuật GIS đ đợc
hoàn thành từng bớc và mở rộng áp dụng trong xử lý bản đồ rừng.
III. Hệ thống thông tin địa lý là gì? (What is GIS?)
Hệ thống thông tin địa lý là một bộ cụ dựa trên cơ sở máy tính để làm ra bản đồ,
phân tích các vật thể xảy ra trên bề mặt của trái đất, giúp cho việc thu nhn, lu trữ phục
hồi, chuyển đổi và biểu diễn số liệu về không gian đáp ứng cho một mục đích đặc biệt.
Công nghệ GIS hợp nhất các cơ ở dữ liệu chung nh phân tích thống kê và phân
tích địa lý để làm ra các loại bản đồ, bảng biểu, và đồ thị... đáp ứng cho các mục đích
khác nhau. Khả năng này đợc phân biệt giữa hệ thống thông tin địa lý (GIS) với các hệ
thống thụng tin khác và khả năng ứng dụng rộng r i của nó trong thực tiễn sản xuất, đặc
biệt là trong sản xuất Nông Lâm nghiệp.
Những quan niệm khác nhau về GIS
a) GIS c nh ngha dựa trên cơ sở hộp công cụ (toolbox-based definitions)
u im ca công nghệ GIS l hợp nhất d liu t nhiu ngun khỏc nhau: công
nghệ GIS có thể đợc sử dụng để phân tích ảnh vin thỏm (không ảnh và ảnh vệ tinh) để
tạo ra các mô hình thống kê hoặc làm ra bản đồ, tất cả các khả năng này đợc cung cấp
cùng nhau trong một GIS
Một bộ công cụ y sc mnh có một số những vai trò và khả năng khác nhau
nh lu trữ, phục hồi, chuyển đổi và hin th số liệu không gian từ thế giới thực
(Burrough 1986)
Một hệ thống để giữ,phục hồi, kiểm tra, thao tác, phân tích và hin th d liệu (Bộ
môi trờng Anh, 1987)
Một công nghệ thông tin để lu trữ, phân tích và hin th cả số liệu không gian và
thuộc tính (Parker, 1988)
b) GIS c nh ngha l mt cơ sở d liệu (database definitions)
Hệ thống thông tin địa lý liên quan đến việc áp dụng cơ sở dữ liệu, nhng có một
sự khác nhau quan trọng, tất cả các thông tin ở một GIS đợc liên kết trong một phạm vi
không gian. Cơ sở dữ liệu khác có thể chứa đựng thông tin về vị trí ( nh địa chỉ của một
con đờng, m vùng...), nhng một cơ sở dữ liệu GIS sử dụng phạm vi địa lý nh là
những phơng diện khởi đầu để phục hồi và tiếp cận thông tin.
Theo Smith v ng nghip 1989 cho rng: GIS l mt h thng c s d liu
m trong ú hu ht s liu khụng gian c lp thnh bng v mt b th tc cỏc hot
ng tr li nhng cõu hi truy vn v tớnh nguyờn vn ca s liu khụng gian trong
c s d liu
i vi Stan Aronoff 1989, ụng nh ngha GIS nh l mt b cụng c da trờn
c s s dng mỏy tớnh phc hi v thao tỏc d liu tham kho a lý
c) GIS c nh ngha da trờn c s t chc (Organazation based definitions)
3
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Mt b chc nng t ng, cung cp chuyờn nghip vi nhng kh nng chuyờn
sõu phc hi, lu tr, thao tỏc, hin th s liu liờn quan n v trớ a lý (Ozemoy,
Smith v Sicherman 1981)
Theo Davis,1986: GIS là một cái phễu chứa đựng nhiều dạng số liệu kỹ thuật số
mà có thể phục hồi và phân tích trong một hệ thống đáp ứng cho các mục đích sử dụng
tiếp theo.
GIS đợc coi nh là một ma trận về chức năng, số liệu đợc nhập, lu trữ, phục
hồi và phân tích trong một hệ thống thông tin địa lý phục vụ nhiệm vụ đa ra quyết định
hoặc cho một nghiên cứu cụ thể. Bi vy Cowen (1988) ó cho rng GIS l mt h thng
h tr quyt nh liờn quan n hp nht s liu khụng gian trong mt mụi trng gii
quyt cỏc vn phc tp v th gii thc.
IV. Thành phần của một hệ thống thông tin địa lý (Components of A GIS)
Theo Span Davis (1996): Một GIS bao gồm có 4 thành phần: Phần cứng, phần mền,
số liệu, và con ngời. Nhng theo ESRI, 1997: Một GIS gồm có 5 thành phần, ngoi 4
thnh phn trờn cũn cú thờm thnh phn phng phỏp. Thực tế đ chứng minh rằng con
ngời đ sử dụng hệ thống thông tin điạ lý bằng nhiều các phơng thức khác nhau.
1. Phần mền
2. Phần cứng
GIS
3. D liệu
4. Con ngời
Hỡnh 1.1a: Thành phần chính của một GIS ( nguồn Span Davis, 1996)
1. Phn mm
2. Phn cng
3. D liu
4. Con ngi
5. Phng phỏp
Hỡnh 1.1b: Thành phần chính của một GIS ( nguồn ESRI, 1997)
1. Phần cứng(hardware):
4
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Thực hiện các hoạt động của một GIS và có những chức năng chính nh sau:
Thiết bị nhập số liệu: Bàn nhập số liệu vector ( degitizing table), máy scan
nhập số liệu raster, và bàn phím
Thiết bị lu trữ số liệu: Đĩa cứng, CD Rom, và đĩa mền
Thiết bị xử lý số liệu
Thiết bị sản xuất sản phẩm: máy in giấy Ao, A4,A3...
2. Phần mền (software):
Phần mền cung cấp các chức năng và công cụ cần thiết để phục hồi, phân tích và
hin th thông tin địa lý.
Thành phần của một phần mềm bao gồm:
a) H thng s húa cung cp các công cụ nhập và thao tỏc d liệu. Phng phỏp
nhp th nht l nhp d liu Vector: S dng bn s húa chuyn bn giy sang
dng bn s xõy dng c s d liu khụng gian (Spatial database). Phng phỏp
th hai l s dng thit b scanner quột bn sau ú dựng cỏc chc nng s húa ca
phn mm GIS chuyn d liu t raster sang d liu vector.
b) H thng phõn tớch a lý cung cp các công cụ hỗ trợ phân tích, đa ra các
câu hỏi và hình dung về địa lý. Thụng qua h thng phõn tớch a lý, chỳng ta cú th m
rng kh nng truy vn v tỡm kim vn d liu bao gm c kh nng phõn tớch d liu
da vo v trớ khụng gian. Hot ng phan tớch d liu c thc hin thụng qua chng
lp bn "overlay".
c) H thng hin th bn : H thng ny cho phộp hin th bn trờn mn
hỡnh mỏy tớnh. GIS cung cp cỏc loi bn vi cht lng cao, cho phộp hin th nhiu
lp d liu phc tp, trỡnh by v hin th cỏc thnh phn bn linh ng nh chỳ
thớch, thc t l, bn nhiu mu sc v nhng ký hi v tng tỏc cao trờn mn
hỡnh.
d) Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu: H thng QLCSDL cho phộp nhp, qun lý v
phõn tớch d liu thuc tớnh cng nh cỏc d liu khụng gian. H thng ny qun lý cỏc
d liu thuc tớnh nh cỏc thụng tin dng bng, thng kờ. Nhng quan trng nht l cung
cp kh nng phõn tớch d liu thuc tớnh.
e)H thng phõn tớch thng kờ: H thng ny cung cp c mt s th tc chuyờn húa
phõn tớch thng kờ cỏc d liu khụng gian cng nh cỏc th tc phõn tớch thng kờ
truyn thng.
f) H thng x lý nh: Mt s phn mm GIS cũn cú kh nng phõn tớch nh vin
thỏm v cung cp cỏc phõn tớch thng kờ chuyờn húa, vớ d phn mm Arview cú thờm
phn mm m rng x lý nh: ArcView Image Analyst. Phn mm m rng ny cho phộp
thu nhn nh vin thỏm dng thụ v chuyn sang dng d liu bn gii oỏn (nh
Quckbird, Landsat, ALOS SPOT) theo cỏc th tc phõn loi khỏc nhau.
Chc nng chớnh ca phn mm
-Cung cp cụng c hp v thao tỏc vi thụng tin a lý.
-Cung cp h thng lu tr v qun lý c s d liu.
-Cung cp cụng c cho phộp truy vn, phõn tớch, hin th v chuyn i dng d
liu.
-Cung cp giao din ha cho ngi s dng d dng truy xut v hin th d
liu.
5
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Các phần mềm ứng dụng trong GIS:
Cỏc phn mm GIS cú u vit trong phõn tớch khụng gian v thuc tớnh v mụ
hỡnh húa a hỡnh. Cỏc phn mm ny c gi l cỏc chng trỡnh ca h thng thụng
tin a lý, gm cú phn mm:
-
ARC/info (ESRI)
-
ArcView (ESRI)
-
Genamap(Genasys)
-
SPANS (Tydac technologies )
Cỏc chng trỡnh bn mỏy tớnh cung cp nhiu chc nng hin th v lm
bn tha món nhu cu ngi s dng, nhng b gii hn kh nng cỏc phõn tớch d
liu khụng gian v thuc tớnh. Cỏc phn mm ny gi l cỏc chng trỡnh lm bn
bng mỏy tớnh, i din l phn mm:
-
MapInfo ( mapInfo corporation)
Phn mm cụng cng l nhng chng trỡnh GIS phỏt trin bi cỏc trng i
hc v chớnh ph hoc. Ngi s dng cú th download min phớ gm cỏc phn mm
nh:
-
IDRIDI (clark University)
-
GRASS (U.S.Army-Cerl)
Mỗi một phần mền có những đặc tính u việt riêng biệt và có một mối liên hệ với
nhau và đáp ứng cho từng lĩnh vực khác nhau. Vì vậy trớc khi ứng dụng cần phải lựa
chọn phần mền cho phù hợp.
3. D liệu (data)
Số liệu là thành phần quan trọng nhất của một GIS, số liệu địa lý và số liệu bảng
biểu liên quan có thể đợc thu thập từ những cơ quan/ ngời cung cấp. Một GIS sẽ hợp
nhất số liệu không gian với các nguồn số liệu khác.
Có hai dạng thông tin: Số liệu v trớ : Phân bố về điểm, đờng và diện tích và số
liệu thuộc tính: đặc điểm của điểm, đờng và diện tích. GIS có thể lu trữ số liệu ở dạng
cấu trúc Raster và Vector
D liệu nhập vào GIS từ nhiều các nguồn khác nhau: từ số liệu đ có sẵn chuyển
đổi thành dạng số (Vớ d : Từ bản đồ thành quả gốc nhập vào máy vi tính thông qua bàn
s húa( digitizing table ) hoặc từ d liệu dạng số ( Vd: từ ảnh viễn thám, từ số liệu thu
đợc thông qua thiết bị GPS). Lựa chọn số liệu tuỳ thuộc vào các yếu tố nh: Số liệu có
sẵn, gía trị của nó, độ chính xác mong muốn, và tỷ lệ/ độ phân giải của nó cho một lĩnh
vực áp dụng cụ thể. Các phơng pháp nhập/thu nhn d liệu vào GIS bao gồm:
Nhập số liệu bằng bàn phím.
Từ phím của bàn s húa digitizer
Từ đo đạc
Từ ảnh viễn thám: ảnh v tinh và khụng nh ( ảnh số: digital image)
Từ điều tra trực tiếp trên hiện trờng
6
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Từ hệ thống định vị toàn cầu ( GPS : Global Positioning System).
Mỏy scan v bn s
húa
ảnh viễn
thám
GPS
Cơ sở dữ liệu kỹ
thuật số
Điều tra trên
hiện trờng
Trắc đạc
Từ bản phím máy
vi tính
Hỡnh 1.2 : Phơng pháp nhập số liệu vào GIS
Khả năng của GIS tuỳ thuộc vào số lợng và chất lợng ca d liệu sử dụng. D
liệu là một trong những phần đắt nhất của một GIS ( có thể chiếm từ 60 đến 70 % tổng
toàn bộ giá trị).
4. Con ngời (people)
Hệ thống thông tin địa lý cần những ngời có kỹ năng để điều khiển và quản lý hệ
thống, yêu cầu những ngời này phải hiểu biết về nguyên lý, khái niệm và các lĩnh vực
áp dụng của GIS, và đợc coi nh là một phần quan trọng nhất của cơ sở hạ tầng GIS.
Con ngời có thể giải quyết các nhiệm vụ khác nhau nh: Nhập số liệu, quản lý cơ sở dữ
liệu, xây dựng mô hình, phân tích số liệu, và tạo ra sản phẩm. Theo ông Titan và
Juppenlatz đ phân loại ra các loại nguồn nhân lực nh sau:
-
Các thành viên thu thập số liệu: Bao gồm, ngời thu thập số liệu, và chụp ảnh..
- Các thành viên kỹ thuật: Bao gồm những ngời phân tích d liệu: Phõn tớch thụng tin
gii quyt cỏc vn , lm tha món nhng yờu cu thụng tin ca ngi s dng.
Ngi điều hành hệ thống duy trỡ h thng GIS hot ng. Lp trỡnh viờn chơng
trình: Chuyn i nhng ng dng ca ngi phõn tớch thnh chng trỡnh và ngi
qun lý d liu: Xây dựng cơ sở dữ liệu.
- Cán bộ quản lý: Nhà quản lý chịu trách nhiệm điều hành, theo dừi thc hin v qun
lý cht lng d ỏn GIS.
7
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Chơng II
Bản đồ và hệ thống thông tin địa lý
(Map and Geographic Information Systems)
2.1 Giới thiệu ( Introduction)
Bản đồ là một công cụ không thể thiếu đợc trong các tài liệu phân tích, đánh giá
và xây dựng kế hoạch phát triển kinh tế x hội nói chung và kế hoạch phát triển ngành
nông Lâm nghiệp nói riêng. Bản đồ cho ta thấy toàn cảnh thu nhỏ của đơn vị sản xuất/
đơn vị hành chính giúp cho chúng ta nhìn lại tình hình, hiện trạng sản xuất Nông lâm
nghịêp một cách toàn diện và tổng quát từ đó gợi ý cho các ông chủ rừng/ ngời chủ sở
hữu nảy sinh ra những ý tởng mới cho kế hoạch phát triển trong tơng lai. Trc khi
cha cú h thụng thụng tin a lý, d liu thng c lu tr di dng bn giy,
tuy nhiờn bn giy ó bc l mt s nhng nhc im sau:
Xõy dng bn rt tn kộm v mt nhiu thi gian.
Khụng th cp nht thụng tin theo tng thi k
Hin th lng thụng tin trờn bn rt hn hn ch, rt khú hin th nhiu thụng
tin bi vỡ nu a nhiu thụng tin vo thỡ rt khú s dng
Bn giy ch cung cp cỏc d liu nh tớnh m khụng th phõn tớch nh
lng.
Khú phõn tớch nhiu lp d liu khụng gian t cỏc lp bn khỏc nhau nh
dc, hng phi, cao, thm thc vt che ph v th nhng
Hin nay, nhu cu cỏc ti liu s dng nhanh, ũi hi cung cp thụng tin chớnh
xỏc v thng xuyờn cp nht cho cỏc mc ớch c bit. Do vy, bn truyn thng
(giy) khụng cũn thun tin na.
Vo nhng nm 1960, mt s nh a lý ó cú ý tng mụ hỡnh húa khụng gian
lu tr d liu trờn mỏy tớnh, ú l mt bn n gin cú th mó húa, thun tin cho
cụng vic sa cha khi cn thit, cú th hin th bn trờn mn hỡnh v in ra giy. Lỳc
u, bn in toỏn th hin cỏc i tng im, v cỏc ng thng di dng d
liu vector v ch (text). V sau do s i hi ũi hi thu thp v phõn tớch mt khi
lng ln thụng tin khụng phi bn , vớ d ng dng trong ngnh a chớnh qun lý
v lu tr thụng tin v quyn s hu t Vo lỳc ny thut ng Bn mỏy tớnh c
thay th bi thut ng GIS.
Bản đồ là nguồn số liệu cung cấp cho GIS
Truyền thống về ngành làm bản đồ là rất quan trọng cho GIS
Thực chất về hệ thống tin điạ lý(GIS) là phân tích thông tin trên bản đồ và khắc
phục những giới hạn trong phân tích thông tin/ số liệu theo phơng pháp truyền thống (
thủ công).
Một trong những chủ đề mà đợc thảo luận trong chơng này là ngành làm bản đồ
và mối quan hệ của nó với GIS: Hệ thông tin địa lý (GIS) và ngành làm bản đồ, đặc biệt
là làm bản đồ tự động bằng mày vi tính khác nhau nh thế nào?
8
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
2.2 Khái niệm về bản đồ ( denifition of map)
Bản đồ là toàn cảnh thu nhỏ một cách toàn diện và tổng quát của đơn vị sản
xuất/đơn vị hành chính, chuẩn hoá về tỷ lệ trên một mặt phẳng trong một mối quan hệ
với bề mặt của trái đất.
Thông tin địa lý thể hiện trên một bản đồ tuỳ thuộc vào:
-
Mục đích của bản đồ
-
Tỷ lệ của bản đồ
2.3 Các loại bản đồ ứng dụng trong thực tiễn sản xuất Nông Lâm nghiệp
1. Bản đồ cơ bản/ bản đồ địa hình
2. Bản đồ tài nguyên rừng
3. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất
4. Bản đồ kinh tế x hội
5. Bản đồ tổng hợp
6. Bản đồ qui hoạch.
2.4 Phân loại bản đồ (Categories of map)
Phân loại theo tỷ lệ: Phõn ra lm t l ln, trung bỡnh v t l nh. S phõn loi
ny cú tớnh cht tng i, khụng c nh, ph thuc vo nhúm ni dung. i vi bn
a lý chung phõn ra:
+ Bản đồ tỷ lệ lớn
+ Bản đồ tỷ lệ trung bình
+ Bản đồ tỷ lệ nhỏ
Bản đồ tỷ lệ lớn ( 1/10.000) cho biết các thông tin/ các đặc điểm nổi bật của vật thể
nhỏ và mức độ chi tiết của nó.
Bản đồ tỷ lệ trung bỡnh ( 1/ 250.000) cho biết các đặc điểm nổi bật của các vật thể
có kích thớc lớn.
-
Phân loại theo chức năng:
+ Bản đồ địa hình
+ Bản đồ chuyên đề ( bản đồ cho các mục đặc biệt):
-
Phân loại theo chủ đề:
+ Bản đồ hành chính
+ Bản đồ đất, địa chất, khí hậu, kinh tế x hội
2.5 Giá trị của bản đồ (Values of map)
-
Ghi và lu trữ các thông tin địa lý
-
Truyền thông về các thông tin số liệu
-
Biểu diễn số liệu: biết đợc danh giới, diện tích và thuộc tính của nó
-
Phục vụ cho công tác điều tra và phân tích
Ví dụ về sử dụng bản đồ trong công tác điều tra và phân tích:
9
GIS trong Lõm nghip
-
Tin s: guyn Vn Li
Đo đếm về sự thay đổi sử dụng đất ( động thái về hiện trạng sử dụng đất): So sánh 2
bản đồ trên cùng một khu vực ở 2 thời điểm khác nhau thông qua giấy bóng kính và
đo đếm sự thay đổi bằng thớc đo hoặc bằng lới ô vuông, cách làm này rất mất
nhiều thời gian và rất phức tạp trong trờng hợp chúng ta chồng bản đồ ở nhiều thời
điểm và nhiều nguồn số liệu khác nhau.
2.6 Thủ tục thiết kế bản đồ ( map design procedure)
Mục đích thiết kế của bản đồ cơ bản và bản đồ chuyên đề là hoàn toàn khác nhau
Thiết kế bản đồ phù hợp với:
-
Mục đích
-
Thực tế
-
Số liệu có sẵn
-
Ngời sử dụng
-
Điều kiện sử dụng
-
Giới hạn về mặt kỹ thuật
Các bớc quan trọng trong làm bản đồ:
Bớc 1: Xác định mục đích và yêu cầu của bản đồ
Bớc 2: Xác định cỡ và tỷ lệ bản đồ
Bớc 3: Thiết kế khuôn mẫu của bản đồ
Bớc 4: Chuẩn bị số liệu/ các nội dung biễu diễn trên bản đồ
Bớc 5:Tạo ra bản đồ chính thức
Bớc 6: In ấn và lu trữ bản đồ
Thế nào là một bản đồ tốt?
Một bản đồ đợc gọi là tốt khi nó thể hiện đầy đủ các nội dung sau:
-
Tên bản đồ
-
Chú thích
-
Thông tin phù hợp với tên của bản đồ
-
Chọn màu sắc phải phù hợp với qui định
-
Thể hiện hớng bắc của bản đồ
-
Thông tin phép chiếu bản đồ
- Mô tả các thông tin khác nh: nguồn số liệu, ngày thu thập số liệu, ngày sản
xuất và tác giả.
2.7 GIS và ngành làm bản đồ bằng máy vi tính
Thuận lợi:
-
Giá thấp và sản phẩm tạo ra nhanh hơn
-
Đầu ra mền dẻo hơn - dễ dàng thay đổi phép chiếu và tỷ lệ bản đồ
-
D liệu dới dạng số dễ dàng sử dụng cho các mục đích khác nhau
10
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Tiến trình làm bản đồ bằng công nghệ GIS: Hợp nhất số liệu thu thập, biên soạn
bày bản đồ), lu trữ, xử lý và biểu diễn số liệu không gian ( xem sơ đồ 4)
(trình
Thu thập số liệu
Biên soạn
Cấu trúc
Cập nhật
Cơ sở dữ liệu
Sửa đổi
(Thao tác d liệu)
Công cụ
thống kê
Công cụ ha
Bản đồ
Hỡnh 2.1: Tiến trình làm bản đồ bằng công nghệ GIS (ngun Robinson,1995)
2.8 So sánh GIS với bản đồ ( GIS compared to maps)
Mặc dù tất cả các thông tin chứa đựng trong một bản đồ, nhng khi sử dụng một
bản đồ chúng ta thấy rất khó khăn/ hoặc mất rất nhiều thời gian để trả lời các câu hỏi
hoặc các vấn đề mà ngời sử dụng quan tâm, ví dụ: diện tích của khu rừng này là bao
nhiêu ha? Hoặc diện tích của cái hồ này là bao nhiêu ha?...
GIS có rất nhiều đặc điểm chung với ngành làm bản đồ bàng máy vi tính, nhng
điểm khác biệt của nó là khả năng phân tích d liệu không gian:
Lu trữ d liệu:
-
D liệu không gian lu trữ dới dạng số, và bổ sung thêm các thông tin mới trong
một GIS một cách rất nhanh chóng
-
Bản chất của các loại bản đồ tạo ra rất khó phân biệt khi sử dụng nguồn số liệu số:
GIS không cho thấy các số liệu khác nhau từ các các tỷ lệ khác nhau.
-
Bản đồ đợc sản xuất từ GIS với chi phí rất thấp, lu trữ thông tin với số lợng rất
lớn
Chuẩn mực d liệu: Chức năng này có thể thực hiện rất tốt trong một GIS
Các công cụ phân tích d liệu: GIS là một công cụ đầy quyền lực cho phân tích bản đồ
11
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Các công cụ phân tích và hin th d liệu, bao gồm:
-
Khả năng tính toán diện tích
-
Khả năng phóng to , thu nhỏ và thay đổi tỷ lệ
-
Khả năng hiển thị dữ liệu không gian 3 chiều
-
Tiềm năng hiển thị dữ liệu độc lập về thời gian một cách sinh động
-
Tiềm năng cho việc thay đổi ở các tỷ lệ khác nhau
-
Khả năng thay đổi màu sắc và biểu tợng cho từng vật thể.
2.9. Phép chiếu của bản đồ
2.9.1 Phộp chiu bn l gỡ? (What is map projection?)
H qui chiu (map projection) cú th c nh ngha nh l s sp t mt cỏch
cú h thng cỏc kinh tuyn v v tuyn, miờu t b mt cong ca hỡnh cu theo mt
phng.
B mt hỡnh cu ca trỏi t ch cú th c biu th ng dng trờn qu a cu
(sphere), elip (ellipsoid). nghiờn cu b mt trỏi t mt cỏch chi tit chỳng ta bt
buc phi s dng bn khi xõy dng bn , vn cn thit l phi biu th b mt
hỡnh cu ca trỏi t lờn mt phng. biu th b mt Ellipsoid lờn mt phng ngi ta
s dng phộp chiu bn . Phộp chiu bn xỏc nh s tng ng gia b mt
Elipxoid v mt phng cú ngha l mi im trờn b mt Ellipsoid quay cú to ,
tng ng vi mt im duy nht trờn mt phng vi to vuụng gúc X,Y.
Li kinh v (hoc cỏc ng to khỏc xõy dng trong nhng phộp chiu
nht nh gi l li chiu bn ), li chiu bn ú l c s toỏn hc phõn b
chớnh xỏc cỏc yu t ni dung bn . Quan h ph thuc gia to mt im trờn mt
t v to vuụng gúc ca im ú trờn bn c biu th bng cụng thc
x= f (, )
1
y = f (, )
2
2.9.2 Cỏc loi phộp chiu bn c bn (Basis classes of map projection)
Mt s phép chiếu bản đồ đợc sử dụng trong cỏc phn mm chuyờn dng GIS.
Vớ d trong phn mm Arcview, cú một số các phép chiếu của thế giới nh sau:
-
Behrmann
-
Equal Area Cylindrical
-
Hammer-Aitoff
-
Mercator
-
Miller Cylindrical
-
Mollweide
-
Peters
-
Plate Carree
-
Robinson
12
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
-
Sinusoidal
-
Phép chiếu thế giới từ không trung (Orthographic)
a) Phép chiếu hình trụ (Mercator)
Phép chiếu hình trụ (Mercator) có các đờng kớnh và vĩ tuyến là các đờng thẳng
song song. Khoảng cách giữa các đờng kinh tuyến cách đều nhau, giữa các đờng vĩ
tuyến thì khoảng cách càng lớn khi tiến gần về các cực
Hạn chế: Các cực không đợc thể hiện trên lới chiếu Mercator. Lới chiếu có thể tạo ra
tất cả các đờng kinh tuyến nhng giới hạn cao hơn hoặc thấp hơn gần 800 về phía bắc và
nam. Phép chiếu Mercator có sai số về diện tích lớn nên không phù hợp với bản đồ địa lý
chung của thế giới.
Hỡnh 2.2: Phộp chiu hỡnh tr
b) Phép chiếu hình trụ giả (Robinson - Pseudo cylindrical)
Khoảng cách giữa các đờng kinh tuyến là đều nhau và giống với các cung của
ellip, độ lõm hớng về kinh tuyến trung tâm. Kinh tuyến trung tâm là một đờng thẳng
có chiều dài bằng 0.51 lần chiều dài của xích đạo. Các đờng vĩ tuyến là những đờng
thẳng có khoảng cách đều nhau giữa 380 bắc và nam, khoảng cách giảm dần khi nằm xa
những giới hạn này. Tại các cực là 0.53 lần chiều dài xích đạo. Phép chiếu đợc dựa trên
bảng toạ độ thay vì sử dụng các công thức toán học.
Hạn chế: Không giữ hình dáng và cũng không giữ nguyên về diện tích. Chỉ thích hợp với
các bản đồ thế giới
ứng dụng:
- Đợc phát triển để sử dụng trong các bản đồ tổng quan về thế giới và các bản đồ
chuyên đề
- Đợc sử dụng bởi Rand McNally từ năm 1960 và bởi hội địa lý quốc gia năm
1988 cho bản đồ tổng quan về thế giới và các bản đồ chuyên đề.
13
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Hỡnh 2.3: Phộp chiu hỡnh tr gi
c) Lới chiếu hình trụ đồng diện tích (Peters - Cylindrical equal-area projection)
Đây là một phép chiếu phổ biến, phối cảnh trên một đờng tiếp tuyến hình trụ tại
xích đạo
Các đờng kinh tuyến cách đều nhau. Nếu chọn đờng vĩ tuyến chuẩn càng xa
với đờng xích đạo thì sai số biến dạng chiều dài càng lớn.
ứng dụng:
-Thích hợp cho những vùng gần xích đạo.
-Thích hợp cho những vùng trải dài theo phía nam và phía bắc dọc theo một đờng kinh
tuyến nào đấy.
14
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Hỡnh 2.4: Phộp chiu hỡnh tr ng din tớch
d) Phép chiếu hình nón (Lambert Conformal Conic)
Phép chiếu hình nón dựa trên cơ sở hai vĩ tuyến chuẩn. Khoảng cách giữa các
đờng của vĩ tuyến tăng lên khi nằm ngoài các vĩ tuyến chuẩn. Đây là một phép chiếu
hình nón thông dụng để biểu diễn các cực nh một điểm đơn.
Hạn chế: Gần các vĩ tuyến chuẩn sự biến dạng về diện tích rất nhỏ. Tỷ lệ diện tích giảm
đi giữa các vĩ tuyến chuẩn và tăng lên khi nằm ở bên ngoài các vĩ tuyến chuẩn.
Chỉ thích hợp với các vùng thuộc phạm vi phía đông- tây và vị trí các vĩ tuyến giữa bắc
0
và nam. Tổng vĩ độ không nên vợt qua 35
ứng dụng:
Đây là lới chiếu đợc sử dụng nhiều trong các bản đồ USGS sau năm 1957. Nó
thay thế cho lới chiếu Polyconic.
15
GIS trong Lâm nghiệp
Tiến sỹ: guyễn Văn Lợi
Hình 2.5: Phép chiếu hình nón
e) Phép chiếu UTM và hệ toạ độ UTM ở Việt am
Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator) là hệ thống tọa độ mặt mặt
phẳng quốc tế được phát triển bởi quân đôi Mỹ. Thế giới chia ra làm 60 vùng, mỗi vùng
che phủ 6 độ theo kinh độ, vĩ độ từ 840 vĩ độ bắc tới 800 vĩ độ nam.
Hệ thống lưới ô vuông UTM ở bản đồ tỷ lệ 1:50.000 có kích thước 1x 1 km và
vùng Thừa Thiên Huế thuộc vùng 48.
Hình 2.6: Hệ thống UTM (Universal Transverse Mercator)
Lưới chiếu UTM là cùng một dạng công thức lưới chiếu giữ góc Gauxơ Krugơ.
Ưu điểm của lưới chiếu là chỉ cần một bài toán cho một múi lưới chiếu là có thể giải
16
GIS trong Lâm nghiệp
Tiến sỹ: guyễn Văn Lợi
quyết việc biên chế bản đồ địa hình cho phạm vi toàn cầu. Nhược điểm là không thể chia
múi nhỏ theo hệ phân đối múi lưới chiếu Gauxơ.
Nói tóm lại khi dùng phương pháp chiếu đồ chuyển các đối tượng địa lý từ bề
mặt cầu của quả đất lên mặt phẳng sẽ có những điểm, đường, diện tích, góc không có sai
số hoặc rất nhỏ, không đáng kể, nhưng cũng có chỗ bị co lại hoặc giãn ra, hình dáng
chúng bị méo mó đi mà người ta thường gọi là biến dạng bản đồ. Đó là sự phá vỡ các
tính chất hình học - chiều dài đường thẳng, góc, hình dạng và diện tích các đối tượng
trên bề mặt đất - trong biến dạng của chúng trên mặt phẳng.
Phép chiếu UTM là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc thoả mãn điều kiện: kinh
tuyến giữa là đường thẳng và trục đối xứng
- Tỷ lệ độ dài m trên kinh tuyến trục là m = const = 09996.
0
0
Trong phép chiếu UTM, có 2 đường chu n, giá trị m0 = 1. Hai đường chu n này
đối xứng với nhau qua kinh tuyến trục và cắt xích đạo tại những điểm cách kinh tuyến
giữa một khoảng λ ≈ 10 30. Do đó các trị số biến dạng trong phép chiếu UTM nhỏ hơn
trong phép chiếu Gauss.
Nếu dùng Elipsoid có kích thước và định tâm giống nhau thì sự chuyển đổi giữa
hai phép chiếu Gauss- Kriugera và UTM sẽ rất đơn giản. Lưới chiếu UTM ở Việt Nam
múi 60 được áp dụng thành lập bản đồ địa hình thời kỳ trước năm 1975 bằng phương
pháp chụp ảnh hàng không. Do sử dụng Elipsoid Everest 1830 việc chuyển đổi giữa hai
phép chiếu trở nên phức tạp và làm hạn chế khái niệm sử dụng tài liệu bản đồ với toạ độ
UTM.
17
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Chơng III
Cấu trúc dữ liệu
(Data structure)
Dữ liệu Raster đợc lu trữ ở dạng mt h thng ô vuông và d liệu Vector hiện
diễn ở dạng đa giác mà các vật thể đợc xác định bằng đờng bao xung quanh. Nói
chung dữ liệu Raster làm trên máy vi tính dễ dàng và nhanh hơn dữ liệu Vector.
Ví dụ: Dữ liệu raster và vector
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 3 0 0
0 0 0 0 3 3 3 3
0 0 0 3 3 3 3 3
0 0 0 3 3 3 3 0
0 0 0 3 3 3 3 0
0 0 0 3 3 3 3 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Dữ liệu raster
Dữ liệu vector
Hỡnh 3.1: Cu trỳc d liu Raster v Vector
3.1 Mô hình dữ liệu không gian
Có hai phơng pháp đại diện cho thành phần không gian của thông tin địa lý là
mô hình dữ liệu vector và mô hình dữ liệu Raster.
3.1.1 Mụ hỡnh d liu Rsater
Cu trỳc d liu Raster l hỡnh thc n gin nht hin th d liu khụng
gian, mụ hỡnh raster bao gm mt h thng ụ vuụng hoc gi l pixel. V trớ ca mi
pixel c xỏc nh bi s hng v s ct.
Kớch thc ca pixel cng nh thỡ hỡnh d liu Raster th hin cng sc nột,
thụng s th hin sc nột gi l tng phn. D liu Raster cú kớch thc pixel
nh thỡ tng phn s cao, v sc nột cng s cng cao. Tuy nhiờn, hai d liu
raster cú cựng kớch thc, nu d liu no cú tng phn cao thỡ file d liu lu tr
s ln hn v ngc li.
c im ca mụ hỡnh:
-
Chia toàn bộ diện tích thành nhiều ô vuông bằng nhau trong một chuỗi riêng biệt:
-
Chuỗi qui ớc hàng theo hàng từ đỉnh góc bên trái
-
Mỗi một ô vuông/pixel (tế bào) chứa đựng một giá trị riêng
-
Một lớp bao gồm một bộ các tế bào (ô vuông/pixel) và các giá trị liên quan
-
Có thể có nhiều lớp trong cơ sở dữ liệu vớ d nh lp t, cao, s dng t,
che ph t
18
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
3.1.2 Mụ hỡnh d liu vector
Theo Stand Aronoff, trong mô hình dữ liệu Vector, các đối tợng của thế giới
thực đợc đai diện bởi điểm và đờng mà đợc xác định bởi đờng bao của chúng: Mụ
hỡnh d liu vector th hin v trớ chớnh xỏc ca i tng hay hin tng trong khụng
gian. Trong mụ hỡnh d liu vector, xỏc nh h thng ta cho mt i tng l
chớnh xỏc. Thc t, mc chớnh xỏc b gii hn bi s ch s dựng th hin mt giỏ
tr trong mỏy tớnh, tuy nhiờn nú chớnh xỏc hn rt nhiu so vi mụ hỡnh d liu raster.
Trong mụ hỡnh d liu vector, tựy theo cỏch lu tr d liu, ngi ta chia ra
thnh cỏc mụ hỡnh: Mụ hỡnh d liu kiu mỡ ng, mụ hỡnh d liu hỡnh hc Spaghetti
Data Model, Topological Model, v mụ hỡnh li tam giỏc khụng u Triangulated
Irregular Network (TIN) (cỏc loi mụ hỡnh ny s c tho lun chi tit trong phn GIS
chuyờn sõu)
c im ca mụ hỡnh:
- Sử dụng phân đoạn đờng thẳng hoặc điểm để nhận biết vị trí
- Các vật thể riêng biệt ( các đờng bao, các con suối...) đợc tạo thành bởi liên kết các
đoạn thẳng)
Hỡnh 3.2 a: Mô hình dữ liệu không gian
Raster và Vector (nguồn ESRI,1996)
Hỡnh 3.2 b: Mô hình dữ liệu không gian
Raster và Vector (nguồn Stan Aronoff, 1993)
3.1.3 So sỏnh mụ hỡnh d liu vector v Raster ( Aronoff, 1993)
Mụ hỡnh d liu Raster
Mụ hỡnh d liu Vector
u im:
u im:
1) Cu trỳc d liu n gin
1) Cu trỳc d liu nộn nhiu hn so vi
2) Thc hin chng (overlay) d dng v mụ hỡnh raster
rt hiu qu.
2. Th hin tt v liờn h hỡnh hc do ú
3) Thớch hp cho vic hin d liu phc thớch hp cho cỏc phõn tớch v hỡnh hc
nh phõn tớch v mng li
tp (a dng)
4) Thớch hp cho vic thao tỏc, nõng cp, 3. Thớch hp cho vic s húa cỏc bn
c v bng tay
v tng cng cht lng bn nh
hc im:
hc im:
19
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
1) Kh nng nộn d liu kộm
1) Cu trỳc phc tp hn
2) Th hin mi liờn h hỡnh hc kộm
2) Thc hin cỏc thao tỏc chng lp rt
phc tp.
3) Hin th bn nh khụng rừ nột nu
mc tng phn thp, nhng chim 3) Khụng thớch hp cho vic hin th d
dung lng ln khi chn phõn gii liu phc tp
cao
4. Khú nõng cao cht lng ca bn
3.2 Cấu trúc dữ liệu RASTER
3.2.1 Khỏi nim
Mt h thng da trờn c s d liu Raster hin th, xỏc nh v trớ v lu tr d liu a
lý thụng qua vic s dng mụt ma trn ụ vuụng.
i tng iểm ( point),VD: cột cờ
-
Raster tơng ứng một vị trí đơn
-
Không có khoảng cách
i tng ờng (line), ví dụ: Suối
-
Raster tơng ứng một số vị trí tiếp cận nhau
-
Có khoảng cách
i tng vựng (polygon), VD: ranh giới thảm thực vật khác nhau
-
Raster tơng ứng với một khối vị trí
-
Có 2 khoảng cách, chiều rộng và chiều dài
Ba i tng trên đợc biểu thị RASTER qua ba sơ đồ :
Hỡnh 3.3: Ba i tng c bn ca d liu Raster
Dữ liệu RASTER hin thị trên một bản đồ chuyên đề thông qua hệ thống ô vuông:
A
C
A
C
B
B
D liệu vector
Hỡnh 3.4: Cấu trúc d liệu
A A A A C
C
C
C
A A A A C
C
C
C
A A B
B
B
C
C
C
A B
B
B
B
B
B
C
B
B
B
B
B
B
B
B
D liệu raster
20
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
Mi liờn h giữa các ô vuông kề nhau dựa trên 4 hoặc 8 mi liờn h, điều này rất
quan trọng cho phân tích d liệu không gian, chuyển đổi d liệu vector sang d liệu
raster và nó phi đợc quyết định theo đặc điểm của d liệu
4 mi liờn h
8 mi liờn h
Hỡnh 3.5: Không gian vùng lân cận trong mô hình d liệu raster
1. Vị trí (location):
Vị trí đợc xác định qua giao đỉêm toạ độ (số hàng và cột), xác định vị trí của một
đơn vị không gian địa lý trong một raster đợc thể hiện bằng một ô vuông
2.
Giá trị của ô vuông ( grid/cell values)
-
Mỗi một ô vuông đợc ghi số liệu thuộc tính riêng biệt: Mỗi một ô chỉ coi nh là một
giá trị.
- Các dạng giá trị chứa đựng trong các ô vuông ở một raster tuỳ thuộc vào hiện trạng
thực tế và GIS.
- Các giá trị trong một ô vuông tuỳ thuộc vào mức độ đo, có nhiều loại kiểu giá trị
khác nhau: Bằng số nguyên, số thập phân hoặc bằng ký t alphabet (xem hỡnh).
- Giá trị nguyên biểu thị tên cho bảng hoặc chú thích của bản đồ nh hân loại các loại
đất đai trong bản đồ đất:
+ 0 = đất ngập nớc
+ 1 = Đất cát
+ 2 = Đất thịt
+ 3 = Đất sét.
Vớ d: Cỏc giỏ tr ca d liu Raster
0
0
1
1
1
2
2
2
0
0
1
1
1
2
2
2
0
0
0
1
1
1
2
2
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
Giá trị là một số nguyên
Vớ d: loi t
21
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
2,1
2,3
2.4
2,7
2,9
2,2
2,8
2,6
1,9
2,1
2,4
2,8
2,9
2,3
2,7
2,6
1,8
2,1
2,3
2,6
2,7
2,6
2,6
2,5
1,8
2,0
2,1
2,5
2,6
2,7
2,4
2,3
1,7
2,0
2,1
2,1
2,6
2,6
2,3
2,4
A A A A C
C
C
C
A A A A C
C
C
C
A A B
B
B
C
C
C
A B
B
B
B
B
B
C
B
B
B
B
B
B
B
B
Giá trị là một số thập phân
Vớ d: ỏnh giỏ chung v
s phự hp t
Giá trị không phải là con số
/ký t alphabet:
Vớ d: Cỏc dng che ph
Hỡnh 3.6 : Cỏc mc o cho mi mt ụ vuụng raster qua các bản đồ chuyên đề
3. Độ phân giải ( độ rộng của ô vuông) ( resolution):
Độ phân giải đợc định nghĩa nh là kích thớc tối thiểu của một đơn vị nhỏ nhất
(pixel) trong không gian địa lý.
Độ phân giải d liệu raster phụ thuộc và kích thớc của ô vuông và có thể thay
đổi từ mét sang km và ngợc lại.
Vớ d v c s d liu raster nh sau
Mụ t Raster:
-
phõn gii l 500 m
-
Din tich d liu l 2,5 km x 2,5 km
-
Ct c sp xp theo hng Bc-Nam
Lp 1. H ( din tớch h cú giỏ tr = 1 v loi khỏc cú giỏ tr = 0)
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Lp 2: Cỏc loi cõy rng (rng Keo =1, Thụng = 2, v rng khỏc = 0)
0
0
2
2
2
0
0
2
2
2
0
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Lp 3: thoỏt nc ca t ( ng nc = 0, kộm = 1, v tt = 2)
0
0
2
2
2
0
0
1
1
2
22
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
0
0
1
1
2
0
1
1
1
2
1
1
1
2
2
Hỡnh 3.7: Cỏc lp bn Raster
Chỳ ý: phõn gii cng cao thỡ kớch thc ca ụ vuụng cng nh. phõn gii cao cú
ngha l hin th cỏc thụng tin trờn bn se chi tit hn, s lng pixel s ln v dung
lng lu tr cng ln.
4. Tổ chức các lớp bản đồ ( organization of map layers)
Hệ thống thông tin lu trữ các thông tin thay đổi nh dạng rừng, dạng đất, sử
dụng đất, nơi ở của động vật hoặc mỗi một thông tin ở một lớp khác nhau hoặc các lớp
số liệu liên quan đến đặc điểm nổi bật trên bản đồ.
Số liệu của một diện tích đợc hình dung nh là một bộ bản đồ của các lớp.
Một lớp bản đồ ( bản đồ chuyên đề) là một bộ số liệu mô tả đặc điểm riêng biệt
cho mỗi vị trí trong phạm vi ranh giới của nó.
Một thông tin
một lớp
bản đồ chuyên đề
Cơ sở dữ liệu raster có thể chứa đựng hàng trăm lớp số liệu.
Đặc điểm quan trọng của một lớp là độ phân giải của nó, định hớng, và vùng
5. Tạo một raster ( creation of raster)
Đặt hệ thống ô vuông qua một bản đố che phủ của cùng một loại, khi hoàn thành,
kết quả cho thấy mỗi một ô sẽ có một giá trị biểu thị tơng ứng.
Hệ thống thuỷ văn
Chồng lới ô vuông lên hệ
thống thuỷ văn
23
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
2
1
1
0
0
0
0
0
2
0
0
0
0
1
1
2
0
0
0
0
0
0
0
2
0
0
0
0
Kết quả raster:
0 = không có nớc
1 = đất mt nớc
2 = đất sông suối
Hỡnh 3.8: D liệu RASTER hin thị thông qua chồng hệ thống ô vuông lên trên một bản
đồ chuyên đề
Có một vài phơng pháp tạo ra cơ sở dữ liệu raster:
-
Nhập trc tip vo mỗi lớp: n gin nhng mt rt nhiu thi gian
-
Chuyn đổi d liệu : Từ vector sang raster
-
Từ d liệu kỹ thuật số hiện có ( từ ảnh viễn thám, và từ mô hình độ cao (DEM:
digital elevation model)
-
Nộn theo hng (Run lengh coding)
-
Nộn theo chia nh thnh tng phn (Quadtree).
-
Nộn theo ng cnh (Fractal).
-
Scan bản đồ giấy
-
Lu tr d liu dng raster
3.2.2 Khả năng của hệ thống thông tin địa lý raster ( raster GIS capabilities)
1)Tại sao sử dụng số liệu raster? ( why use raster?)
-
D liệu thờng đợc thấy ở dạng raster: ảnh vệ tinh, không ảnh ( ảnh máy bay), hoặc
scan d liệu
-
D liệu thờng đợc chuyển đổi sang raster nh là một dạng chung nhất cho sự
chuyển đổi d liệu
-
Dễ dàng hợp nhất số liệu với ảnh viễn thám, mô hình độ cao ( DEM) và số liệu dạng
raster khác.
-
Thuật toán sử dụng trong raster đơn giản và nhanh hơn, VD: xác định vùng ảnh
hởng/vùng đệm là rất đơn giản trong raster
D dng chuyn v cựng mt phõn gii
2) Chức năng của hệ thống thông tin địa lý raster (raster GIS functions)
-
Nhp/ thu nhn d liệu
-
Hoạt động trên các lớp, nh chồng lớp.
-
To d liệu và kết quả.
3)Hin th cỏc lp d liu
-
Hin th d liu dng n gin (bng s)
-
Hin th d liu theo khung mu
24
GIS trong Lõm nghip
Tin s: guyn Vn Li
4) Hoạt động local ( local operation)/ hot ng trờn cỏc lp
-
Sản xuất/to ra một lớp mới từ một lớp hoặc nhiều lớp.
-
Giá trị của mỗi pixel mới đợc xác định bởi giá trị bi giỏ tr ca cùng một pixel
trên các lớp u vo (xem hỡnh).
-
Khi tạo ra bản đồ cuối cùng: Cú pháp chung đợc thực hiện nh sau:
Bản đồ thành quả = Local operation ( bản đồ 1 [ bản đồ 2,...., bản đồ n])
Lp u vo 1
Lp u vo 2
Kt qu u ra
Hỡnh 3.9: Khỏi nim chng lp trong cu trỳc d liu Raster
Mã số hoá lại ( recoding)
Gán một giá trị mới lớp đầu vào: Gắn một giá trị mới thông qua việc gắn cho các ô
vuông dựa trên giá trị cũ, nh 0 - 50 = 1; 51 - 170 = 2 và > 170 = 3...
-
Ví dụ:
10
19
25
31
45
51
75
78
67
55
110
190
111
97
97
130
220
140
117
91
210
250
230
184
121
M số lại
0 -50
=1
51 -170 = 2
> 170 = 3
25
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
3
2
2
2
2
3
2
2
2
3
3
3
3
2
