ĐỀ CƯƠNG ôn thi môn GIS

1

1

ĐỀ CƯƠNG GIS
Câu 1.
*) Khái niệm:
-GIS là 1h/thống có ứ.dụng rất lớn.Từ năm 1980 đến nay đã có rất
nhiều các đ/nghĩa nhưng có 3 k/n dùng nhiều nhất.
+GIS là 1HTTT đc thiết kế để làm việc với các dữ liệu trong 1 hệ
thống tọa độ quy chiếu.GIS bao gồm 1 hệ có cơ sở dữ liệu và các
phương thức để thao tác với dữ liệu đó.
+GIS là 1 c/trình máy tính hỗ trợ việc thu thập,lưu trữ,phân tích và
hiển thị dữ liệu bản đồ.
+GIS là 1 hệ thống nhằm thu thập,lưu trữ,kiểm tra,tích hợp,thao
tác,phân tích và hiển thị dữ liệu đc quy chiếu cụ thể vào trái đất.
-Theo nghĩa rộng,GIS bao gồm phần cứng,phần mềm,dữ
liệu,phương pháp,con ng.
-Theo nghĩa hẹp,GIS đc đ/nghĩa như 1 hệ thống phần mềm thực hiện
chức năng nhập dữ liệu,xây dựng cơ sở dữ liệu,phân tích dữ liệu và
trình bày dữ liệu qua các thiết bị đầu ra.
*) Thành phần của GIS:phần cứng,phần mềm,dữ liệu,phương
pháp,con người.
-Phần cứng:GIS đòi hỏi các thiết bị ngoại vi đặc biệt cho cài đặt và
vận hành phần mềm GIS.Phần cứng bao gồm máy vi tính,máy in,bàn
số hóa,máy quét ảnh vào/ra..
Các thiết bị được nối với nhau thông qua thiết bị truyền tin hay
mạng cục bộ.
-Phần mềm:
1

1


2

2

+ Phần mềm GIS là tập hợp các câu lệnh,,chỉ thị nhằm điều khiên
phần cứng của máy tính thực hiện 1n/vụ xác định.
+ Phần mềm GIS gồm các chức năng:nhập và kiểm tra dữ liệu;lưu
trữ vào quản lí cơ sở dữ liệu;biến đổi dữ liệu;xuất dữ liệu;tương tác
với ng dùng.
-Dữ liệu:
+Dữ liệu có thể coi là thành phần quan trọng trong 1 hệ thống GIS.
+Dữ liệu đc sd trong GIS không chỉ là số liệu địa lí riêng lẻ mà còn
phải đc thiết kế trong 1 cơ sở dữ liệu.
+Thông tin địa lí bao gồm các dữ kiệu về vị trí địa lí,thuộc tính của
đối tượng,mqh k gian của các đối tượng.
+Dữ liệu trong GIS bao gồm 2 loại:
•
•

Dữ liệu k gian:vector và raster.
Dữ liệu thuộc tính:đc trình bày dưới dạng kí tự,số hoặc kí
hiệu để mô trả thuộc tính.

-Phương pháp: GIS đc đặt trong 1khung tổ chức phù hợp và có
những hướng dẫn cần thiết để quán lí,thu thập,lưu trữ và phân tích số
liệu,đồng thời có khả năng phát triển đc hệ thống GIS theo nhu cầu.
-Con ng:đây là thành phần conquan trọng nhất,là nhân tố thực hiện

các thao tác điều hành sự hoạt động của hệ thống GIS.Con ng ở đây
là các chuyên viên tin học,chuyên gia GIS,thao tác viên GIS,phát
triển ứng dụng GIS bao gồm:
+Ng dùng GIS:là những ng sd phần mềm GIS để giải quyết các bài
toán k gian theo mục đích của họ.Họ thường là những ng đc đào tạo
tốt về lĩnh vực GIS hay là các chuyên gia.

2

2


3

3

+Ng xd bản đồ:sd các lớp bản đồ đc lấy từ nhiều nguồn khác
nhau,chỉnh sửa dữ liệu để tạo ra các bản đồ theo yêu cầu.
+Ng xuất bản:sd phần mềm GIS để kết xuất bản đồ số dưới nhiều
định dạng khác nhau.
+Ng phân tích:giải quyết các vấn đề như tìm kiếm,xác định vị trí…
+Ng xd dữ liệu:là ng chuyên nhập dữ liệu bản đồ = các cách khác
nhau:vẽ,chuyển đổi từ định dạng khác ,truy nhập cơ sở dữ liệu…
+Ng quản trị cơ sở dữ liệu:xd các mô hình dữ liệu logic và vật lí.
+Ng phát triển:xd hoặc cải tạo các phần mềm GIS để đáp ứng các
nhu cầu cụ thể.

Câu 2.
Cách phân loại đối tượng địa lí tự nhiên:
-Đối tượng địa lí là những thực thể hay vật thể tự nhiên như

sông,ngòi,thửa đất hay thực thể nhân tạo như công trình hạ tầng KTXH trên bề mặt trái đất.
-Cách phân nhóm đối tượng địa lí:
+Theo đặc điểm hình học:chia thành đối tượng dạng
điểm,đường,vùng.
• Đối tượng biểu hiện:
Điểm biểu hiện các đối tượng phân bố theo những điểm cụ thể
và đc đặt chính xác vào vị trí phân bố của đối tượng trên bản
đồ.
Đường biểu hiện sự di chuyển của các đối tượng,hiện tượng tự
nhiên và KT-XH.
Vùng biểu hiện các đối tượng phân bố trong những đơn vị phân
chia lãnh thổ.
• Khả năng biểu hiện:
Điểm biểu hiện vị trí phân bố,số lượng của đối tượng.
3

3


4

4

Đường biểu hiện:hướng di chuyển và khối lượng của đối tượng
di chuyển;chất lượng,sự phân bố và cơ cấu của đối tượng;số
lượng và chất lượng đối tượng.
+Theo quan điểm toán học:đối tượng rời rạc và đối tượng liên tục.
• Đối tượng rời rạc là đối tượng gồm các phần tử riêng rẽ và có
thể phân biệt từng phần tử rõ ràng.
VD:nhà ở,thửa đất,đơn vị hành chính,đường,sông ngòi,kiểu

sdđ,loại đá…
• Đối tượng liên tục:là những đối tượng và hiện tượng địa lí có
sự biến động theo k gian và các phần tử có tập đối tượng rất
khó phân biệt rõ ràng.
VD:nhiệt độ k khí,tính chất vật lí và hóa học của đất,địa hình…
Câu 3. vector
*)Khái niệm:mô hình dữ liệu vector là sự biểu hiện chính xác các
đối tượng địa lí trên bề mặt trái đất lên bản đồ số =giá trị liên tục của
các cặp tọa độ và xác định chính xác mqh k gian của các đối tượng.
*)Đặc điểm:
+Mô hình vector cho phép hiển thị các kiểu đối tượng dạng vùng và
tuyến chính xác về vị trí.
+Đối tượng hình học cơ bản nhất là điểm
+Mỗi điểm đc thể hiện = 1 cặp tọa độ(x;y).Đường đc thể hiện
=2 cặp tọa độ (x;y) gọi là điểm đầu và điểm cuối.Vùng đc thể
hiện =1 chuỗi các cặp tọa độ,cặp tọa độ đầu và cuối trùng nhau.
Câu 4. Raster
*)Khái niệm:Mô hình raster biểu hiện k gian như là 1 ma trận số
nguyên,mỗi giá trị số nguyên đại số biểu hiện 1 thuộc tính vị trí của
số nguyên là vị trí của đối tượng.1Ma trận ô vuông cho1 vùng lạnh
thổ gọi là mô hình dữ liệu raster.
*)Đặc điểm:
4

4


5

5

-Hiển thị đối tượng = đơn vị cơ sở là pixel.
-Mỗi ô vuông gọi là 1pixel và đại diện cho 1 điểm ngoài thực địa.
-Vị trí mỗi ô xác định số hàng và số cột của nó.
-Diện tích đại diện của mỗi ô xác định độ phân giải k gian của dữ
liệu.
-Vị trí yếu tố địa lí chỉ xác định bởi pixel gần nhất.
-Giá trị lưu trong mỗi ô lưới chỉ thị những kiểu đối tượng,hiện tượng
hay điều kiện tìm thấy trong chúng ở vị trí riêng biệt.
-Những giá trị khác nhau có thể mã hóa:số nguyên,số thực và thứ tự.
- Giá trị nguyên thường là mã số đối tượng tham chiếu tới tên trong
bảng liên kết hay chỉ dẫn.
-Những thuộc tính khác nhau ở cùng 1 vị trí ô đc lưu trữ trong những
chủ đề khác nhau hay những lớp.
-Trong cấu trúc raster điểm là 1 ô pixel,đg là 1 tập hợp các pixel nối
tiếp nhau và sắp xếp theo 1 hướng nhất định.Vùng là 1 tập hợp khép
kín các ô vuông lưới có vị trí liền kề nhau.
-Dữ liệu có tính liên tục cao.
-Có thể biểu diễn đc rất nhiều các đối tượng từ hình ảnh bề mặt trái
đất đến ảnh chụp từ vệ tinh,ảnh quét và ảnh chụp.

Câu 5. Mô hình số độ cao
*)Khái niệm: mô hình số độ cao(DEM) là sự thể hiện sự biến động
độ cao của bề mặt trái đất theo k gian 3 chiều.

5

5

6

6

*)Đặc điểm:DEM là kiểu bản đồ số đc lưu trữ theo nhiều kiểu mô
hình khác nhau,2 mô hình chủ yếu của loại bản đồ này là DEM dạng
vector và DEM dạng raster.
-DEM dạng raster là kiểu DL mà số liệu độ cao đc lưu trữ trong 1ma
trận lưới ô vuông(grid) gồm các hàng và cột,trong đó mỗi ô vuông
chứa 1 giá trị độ cao của điểm trung tâm của ô.
-DEM dạng vector là dạng mô hình số độ cao mà mỗi giá trị độ cao
đc lưu trữ dưới dạng 1 điểm trong đó mỗi điểm này là 1 đỉnh của
tam giác.Ngta còn gọi mô hình này là DEM dạng TIN là tập hợp các
đỉnh nối với nhau thành các tam giác,mỗi tam giác đc giới hạn bởi 3
điểm về giá trị x,y và z(độ cao).
Mô hình số độ cao dạng TIN có những đặc điểm sau:
+TIN biểu diễn bề mặt liên tục từ những tập hợp điểm rời rạc phân
bố bất kỳ.
+TIN là tập hợp các điểm nối với nhau thàng các tam giác tạo nên bề
mặt 3 chiều.
+Một điểm bất kì thuộc vùng biểu diễn sẽ nằm trên đỉnh,cạnh hoặc
trong 1 tam giác của lưới tam giác.Nếu 1 điểm k phải là đỉnh thì giá
trị chiếu cua nó có đc từ phép nội suy tuyến tính(của 2 điểm nếu
điểm này nằm trên cạnh hoặc 3 điểm nếu điểm này nằm trong tam
giác).
+Mô hình TIN là mô hình tuyến tính trong k gian 3 chiều có hiệu
quả trong xd bề mặt,mật độ của điểm trên bề mặt tỷ lệ với độ biến
đổi của địa hình.Những bề mặt =phẳng tương ứng với mật độ điểm
thấp và những địa hình đồi núi có mật độ điểm cao.

Câu 6.
6

6


7

7

Ưu điểm và nhược điểm của mô hình dữ liệu vector.
*)Ưu điểm:
-Lưu trữ chính xác vị trí các điểm và các đối tượng trên bề mặt trái
đất theo 1 hệ quy chiếu nhất định.
-Dữ liệu lưu tốn ít bộ nhớ.
-Dữ liệu có thể tạo từ độ phân giải gốc,k có sự kháu quát hóa dữ
liệu.
-Độ chính xác của dữ liệu gốc đc duy trì.
-Cho phép tạo topo các đối tượng,thực hiện các phân tích mạng rất
tiện ích.
-Chuyển đổi hệ tọa độ đc thực hiện dễ dàng.
-Truy vấn và cập nhật dữ liệu khá tiện ích và dễ dàng.
*)Nhược điểm:
-Hạn chế trong xử lí và phân tích dữ liệu k gian.
-Cấu trúc dữ liệu phéc tạp.
-Thực hiện các phép chồng ghép rất khó khăn.
-Vị trí mỗi điểm phải đc lưu trữ 1 cách chính xác.
-Khi phân tích k gian,dữ liệu vector phải đc chuyển sang mô hình
topology.Qúa trình sửa lỗi để tạo topology rất tốn kém thời gian.Hơn
nữa,dữ liệu topology phải thường xuyên tạo lại vì các dữ liệu

điểm,đg và đa giác thường xuyên thay đổi.
-Các thuật toán áp dụng cho phân tích k gian rất phức tạp.
-Các dữ liệu liên tục như dữ liệu độ cao,độ dốc k đc hiển thị hiệu
quả.
7

7


8

8

-Phân tích k gian và làm trơn dữ liệu là k thể thực hiện đc trong
ranh giới của vùng.

8

8


9

9

Câu 7. Ưu điểm và nhược điểm của mô hình dữ liệu raster.
*)Ưu điểm:
-Cấu trúc dữ liệu phù hợp cho thực hiện các phép tính đại số bản đồ
và nhiều thuật toán phức tạp khác.
-Cấu trúc dữ liệu đơn giản,hình thành cơ bản của bản đồ chỉ gồm

pixel.
-Vị trí của mỗi điểm đc lưu đơn giản =tọa độ hàng và cột của ma
trận số.
-Phân tích k gian đc thực hiện dễ dàng và thuận tiện.
-Thích hợp cho mô hình số hóa và tính toán định lượng.
-Cac dữ liệu rời rạc và dữ liệu liên tục như độ cao có thể kết hợp dễ
dàng.
-Thích hợp với thiết bị đầu ra như máy in và hiển thị dữ liệu đồ họa.
-Nhiều dữ liệu số như ảnh vệ tinh,ảnh máy bay sẵn có v đa dạng,có
khả năng cập nhật dữ liệu số này.
*)Nhược điểm:
-Độ phân giải của pixel hạn chế khả năng mô tả chi tiết đối tượng.
-Rất khó hiển thị các đối tượng hình tuyến chính xác như đg giao
thông,thủy văn.
-Xử lí dữ liệu thuộc tính là khó khăn trong TH cơ sở dữ liệu lớn.Môĩ
bản đồ raster chỉ tương ứng với 1 thuộc tính nhất định.
-Hầu hết các dữ liệu đều tồn tại ở dạng vector,để sd dữ liệu raster ta
phải thực hiện chuyển đổi dữ liệu sang raster.
-Các bản đồ raster thường có màu sắc kém hập dẫn và k đẹp như dữ
liệu vector.
-Chuyển đổi hệ tọa độ khó khăn hơn dữ liệu vector.

9

9


10

10

Câu 8.
-Mô hình quan hệ:là cách thức biêu diễn dữ liệu dưới dạng các quan
hệ (các bảng).Một quan hệ là 1 bảng dữ liệu 2 chiều(hàng và cột)mô
tả 1 thực thể.Mỗi cột tương ứng với 1 thuộc tính có thức thể.Mỗi
dòng chứa các giá trị dữ liệu của 1 đối tượng cụ thể thuộc thực thể.
Ví dụ 1 bảng quan hệ:Bảng thành phần hóa học trong 1 lít sữa tươi.
STT
Thành
Khối lượng
phần
(Gram)
1
Nước
900->910
2
Chất béo
35->45
3
Chất đạm
33->56
4
Muối
9,0 -> 9,1
Trong đó:-tên thực thể dữ liệu:”thành phần hóa học trong 1 lít sữa
tươi”
-thuộc tính: “Thành phần”,“Khối lượng”
-kiểu dữ liệu của các thuộc tính:
+ thuộc tính “Thành phần” thuộc kiểu chuỗi.
+ thuộc tính “STT” thuộc kiểu số.

VD: Chu su dunh dat
Ho & ten
Ngay thang nam sinh Ho khau thuong tru
Nguyen Van An
11/01/1968
Ha Noi
Le Anh Thu
8/3/1959
Hai Phong
Tran Thu Hoai
20/10/1960
Ha Noi
-Tên thực thể: “Chu su dunh dat”
-Thuộc tính: Ho & ten; Ngay thang nam sinh; Ho khau thuong tru
-kiểu dữ liệu:
+ Ho & ten: thuộc kiểu chuỗi.
+ Ngay thang nam sinh: thuộc kiểu Ngày tháng.

10

10


11

11

Câu 9.
*)Phân tích dữ liệu là:chức năng cơ bản nhất của HTTTĐL.
-Theo nghĩa hẹp:phân tích dữ liệu địa lí là việc sử dụng các phương

pháp để phân tích dữ liệu địa lí.
-Theo nghĩa rộng:phân tích dữ liệu địa lí là quá trình nghiên cứu và
tìm ra quy luật phân bố theo k gian của hiện tượng và quá trình diễn
ra trên bề mặt trái đất.
*)Phân loại các phép phân tích dữ liệu trong GIS theo số lớp sd
trong phân tích dữ liệu 3 nhóm:
-Phân tích k gian dựa trên 1 lớp dữ liệu:
+Mục đích:Phân tích mqh giữa các đối tượng trong1 bản đồ.
+Các dạng phân tích 1 lớp:đo lường;phân loại;truy vấn;phân tích lân
cận;phân tích mạng.
•
•
•
•
•

Đo lường là các phép tính khoảng cách giữa các đối tượng,tính
chu vi đối tượng vùng,tính diện tích và thể tích.
Truy vấn là các phép tính tìm kiếm thông tin từ cơ sở dữ liệu
dựa trên các điều kiệ nhất định.
Phân loại là sự ấn định lại giá trị cho các đối tượng của lớp dữ
liệu.
Phân tích lân cận:phân tích vùng đệm;phân tích phân bố.
Phân tích mạng:cho phép tìm hiểu các đối tượng liên kết với
nhau theo mạng lưới.

-Phân tích dữ liệu dựa trên 2 lớp dữ liệu:
+Được thực hiện thông qua chồng xếp 2 lớp bản đồ.
+Hai lớp dữ liệu đc chồng xếp trên cơ sở các phép tính số học và đại
số để tạo ra lớp dữ liệu mới.

11

11


12

12

+Phân tích chồng xếp đc thực hiện phổ biến với dữ liệu raster,còn dữ
liệu vector có thể thực hiện chức năng chồng ghép(chồng ghép là sự
kết hợp các đối tựơng ở cùng vị trí)
+Các phép toán đại số bản đồ,công thức tính toán,phép tính logic và
các thuật toán khác có thể sd để thực hiện kết hợp.
-Phân tích dữ liệu dưa trên nhiều lớp dữ liệu:
+là dạng phân tích nâng cao và phéc tạp.Nó thường dựa trên các mô
hình tính toán phức tạp,các công thức tính toán khác nhau để kết hợp
dữ liệu đầu vào và tạo ra lớp thông tin mới.
+Các phép toán đại số bản đồ,CT tính toán,phép toán logic và các
loại thuật toán khác có thể sd để thực hiện kết hợp.
Câu 10.
Khái niêm và lợi ích của chuẩn dữ liệu địa lí
*)Khái niệm: sự chuẩn hóa dữ liệu địa lí có thể hiểu là sự áp dụng
bộ tiêu chuẩn và thỏa thuận chung của các cá nhân,tổ chức,hiệp hội
hay thậm trí cả các quốc gia trong quá trình thu thập và xây dựng dữ
liệu,phân tích DL và chia sẻ DL.
*)Lợi ích của chuẩn hóa dữ liệu địa lí:
-Chuẩn hóa DL địa lí mang lại hiệu quả K.tế rõ rệt như giảm chi phí
thu nhập và xử lí dữ liệu.Sự chuẩn hóa DL địa lí thúc đẩy sự trao đổi
thông tin giữa các nhóm sd thông tin đc thuận lợi và hiệu quả.Ở khía

cạnh k.tế nó góp phần giảm chi phí cho xd cơ sở DL và biên tập cơ
sở DL.Đặc biệt sự chuẩn hóa của cơ sở DL giúp cho các nhà phát
triển phần mềm hệ thống GIS hình thành tiêu chuẩn chung.
-Chuẩn hóa giảm thiểu sự sai số và mất mát DL.Nếu DL xây dựng
theo các định dạng và cất trúc khác nhau.DL chuyển đổi từ dạng này
12

12


13

13

sang dạng khác sẽ gây ra hiện tượng mất DL và sai số DL so với DL
gốc.
-Chuẩn hóa tạo điều kiện cho chia sẻ DL cho các nhóm ng sd các
phần mềm GIS khác nhau.
-Chuẩn hóa tạo điều kiện thuận lợi cho công tác đào tạo và sd các hệ
GIS.
VD sự phát triển các phần mềm chuẩn sẽ cho phép ng có thể sd cùng
1 phần mềm cho nhiều mục đích khác nhau,giảm cho chi phí phát
triển phần mềm k cần thiết.
-Nâng cao chất lượng quản lí DL và giảm sai số DL.

Câu 11.*)Phép đo đạc:
-Chức năng đo đạc là chức năng đơn giản nhất trong phân tích dữ
liệu địa lí với cả DL raster và vector.
-Nội dung đo đạc chủ yếu là xác định vị trí,chiều dài,diện tích.Các
phép đo này đc thực hiện khác nhau giữa 2 loại DL vector và raster.

+DL dạng vector:đơn vị cơ bản của DL là điểm,đường,vùng.Vì vậy
các phép đo đạc sẽ là xác định vị trí,chiều dài,khoảng cách và diện
tích của các đối tượng địa lí.
+DL dạng raster:vị trí pixel đc xác định =tọa độ hàng và cột của lớp
DL.Diện tích đc tính =tổng các pixel nhâm với diện tích 1pixel.Diện
tích của 1pixel đc tính dữa trên độ phân giải.
*)Phép chồng xếp DL:
-Sự gộp chung DL k gian và thuộc tính của 2 hay nhiều lớp DL.
13

13


14

14

-Tạo ra bản đồ dẫn suất.
-Chồng xếp theo chiều thẳng đứng và hợp nhất đối với dữ liệu k
gian.
-Chồng xếp DL thực hiện trên cả DL dạng raster và vector:
+Chồng xếp dữ liệu vector:
Các đường ranh giới của các đối tượng điểm,đường,vùng đc
hợp nhất vào trong 1 lớp DL duy nhất.
• Vị trí.
•

+ Chồng xếp dữ liệu raster:
Vị trí của lớp chuyên đề để kiểm tra có chứa các giá trị ô
lưới,so sánh,ô với ô trong mỗi lớp chuyên đề các giá trị của

chúng.
• Thực hiện các thao tác số học,thống kê giá trị…
• Chồng xếp 2 lớp DL đc thực hiện theo từng pixel.
•

*)Phép phân tích lân cận:
-Phân tích lân cận: là thực hiện phép tính với các pixel lân cận.Thực
chất của phép tính lân cận là tính khoảng cách giữa 2 điểm.
- Phân tích lân cận áp dụng cho cả 2 DL raster và vector:
+Với dữ liệu vector:
Phân tích lân cận với DL vector gọi là tạo vùng đệm xung
quanh đối tượng.
• Xác định vùng phụ cận của đối tượng điểm,đường,vùng đc
thực hiện dựa theo khoảng cách lân cận xác định.
•

+ Với dữ liệu raster: có thể áp dụng hàm tổng,hàm trung bình,hàm
chọn giá trị cực đại,hàm chọn giá trị cực tiểu,hàm chọn trung vị,hàm
14

14


15

15

chọn giá trị đa số theo vùng có kích thước xác định như vùng
3x3;5x5;7x7 và 9x9.
*)Phép truy vấn lựa chọn:

-Nhận biết các thực thể thỏa mãn 1 vài điều kiện hay tiêu chí.
-Lấy ra đặc trưng DL mà k cần thay đổi DL hiện có tùy theo yếu tố
đặc biệt đưa vào bởi các toán tử điều kiện.
-Lấy ngôn ngữ hỏi đáp chuẩn SQL.
+Chọn:tên đặc trưng.
+Từ:bảng.
+Ở đâu:điều kiện.
-Điều kiện lựa chọn đại số tập hợp sd các toán tử:
+Nhỏ hơn (<)
+Lớn hơn (>)
+Nhỏ hơn hoặc bằng (≤)
+Lớn hơn hoặc bằng (≥)
+Bằng (=) và khác (< >)
-Toán tử logic (Boolean)
+AND: A and B (AxB)
+OR: AorB (A+B)
+NOT: AnotB (A+B)
+XOR: AxorB [(A+B)-(AxB)].

15

15