Tài liệu hướng dẫn sử dụng ArcGis

viện nghiên cứu địa chính
trung tâm công nghệ cao












tài liệu hớng dẫn sử dụng
arcgis





Dịch và biên soạn: Đặng Thị Mỹ Lan

Hà nội, 7-2003
Nội dung chính

giới thiệu chung về arcgis................................................ 6
chơng 1: khái niệm cơ bản về dữ liệu GIS ................. 10
1. Các mô hình dữ liệu địa lý........................................... 10
Vector model............................................................................... 10
Raster models.............................................................................. 11
TIN models.................................................................................. 11
Dữ liệu dạng bảng........................................................................ 12
2. Các dạng Format của feature data....................... 12
Coverages...................................................................................... 12
Shapefiles...................................................................................... 15
Các đối tợng của geodatabases ...................................................16
3. Geodatabases....................................................................... 17
Topology trong geodatabase......................................................... 18
Lu các đối tợng của geodatabase.............................................. 19
Chơng II: thực hiện dự án GIS mẫu theo công nghệ
Arcgis................................................................................................. 20
1. Phân tích GIS là gì?............................................................ 20
2. Các bớc của dự án GIS.................................................... 21
Bớc 1: Xác định mục tiêu của dự án........................................... 21
Bớc 2: Tạo cơ sở dữ liệu cho dự án............................................. 22
Bớc 3: Phân tích dữ liệu.............................................................. 22
Bớc 4: Hiển thị kết quả............................................................... 23
3. Xây dựng dự án cụ thể.................................................... 23
Chơng III: Xây dựng cơ sở dữ liệu.................................. 28

1. Tổ chức cơ sở dữ liệu cho dự án................................ 28
2. Bổ sung dữ liệu vào project folder........................ 29
3. Khảo sát dữ liệu bằng ArcMap.................................... 30
Mở một bản đồ mới....................................................................... 30
Bổ sung parcel layers vào bản đồ.................................................. 31
Lu bản đồ.................................................................................... 31
Chơng 4: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích...................... 32
1. Chuẩn bị dữ liệu................................................................... 32
2. Khai báo hệ tọa độ cho elevation data............... 33

2
Kiểm tra thông tin về coordinate system...................................... 33
Khai báo coordinate system cho lowland shapefile...................... 34
3. Xác định lại lới chiếu cho river shapefile....... 35
Khai báo coordinate system cho river shapefile........................... 35
Chiếu shapefile............................................................................. 36
Xuất river shapefile vào geodatabase............................................ 38
4. Số hóa historic park........................................................ 38
Tìm công viên trên streets layer.................................................... 39
Nắn ảnh......................................................................................... 40
Hiển thị park boundary và parcels................................................ 42
Chuẩn bị số hóa park boundary.................................................... 42
Số hóa đờng bao công viên......................................................... 43
Đặt vertex dới một góc và độ dài nào đấy.................................. 43
Dựng đờng vuông góc................................................................. 44
Thêm điểm ngay tại giao điểm của các đờng.............................. 44
Kết thúc số hóa............................................................................. 44
Biên tập thuộc tính cho đối tợng................................................. 45
5. Nhập hai parcel layers lại thành một layer.... 45
Chơng 5: Thực hiện phân tích........................................... 47

1. Chuẩn bị cho phân tích ....................................................48
Tìm vùng đợc phép xây dựng trạm xử lý nớc thải .....................48
Tìm vùng không đợc phép xây dựng trạm xử lý nớc thải......... 50
Tìm thửa đáp ứng các tiêu chí đặt ra............................................. 53
2. Tìm các thửa còn trống.................................................. 54
Tìm theo thuộc tính loại đất (trờng LANDUSE)......................... 54
Xuất các thửa đợc chọn ra shapefile mới.................................... 55
3. Tìm các thửa thích hợp nằm gần đờng và gần
điểm có nớc thải......................................................................... 56
Thêm trờng cho parcels layer..................................................... 57
Tìm những thửa nằm trong vòng 50m của đờng.........................
57
Gán giá trị cho trờng ROAD_DIST............................................ 58
4. Tìm các thửa thích hợp có diện tích theo yêu cầu
................................................................................................................. 59
Sắp xếp các thửa theo diện tích..................................................... 60
Tìm các thửa liền kề với diện tích tổng là 150,000m
2
................... 60

3
5. Xem lại kết quả phân tích............................................. 61
Hiển thị các thửa đang chọn với các layers tiêu chí...................... 62
Tạo layer chứa alternate site......................................................... 62
Dọn sạch table of contents............................................................ 63
Chơng 6: Trình bày kết quả .............................................. 64
1. Thiết kế bản đồ.................................................................... 64
2. Thiết đặt trang bản đồ................................................... 66
Chuyển từ data view sang layout view.......................................... 66
Thay đổi kích thớc trang............................................................. 67

Thay đổi kích thớc của data frame.............................................. 67
Sao chép data frame...................................................................... 68
Đổi tên data frame........................................................................ 68
Thêm một data frame mới............................................................. 69
3. Tạo overview map.............................................................. 69
Loại bỏ những layers không cần thiết khỏi data frame................. 69
Trình bày các tuyến đờng chính.................................................. 70
Thay đổi ký hiệu cho đờng......................................................... 70
Hiển thị layers river và elevation.................................................. 70
4. Tạo bản đồ cho các thửa thích hợp......................... 71
Thiết đặt môi trờng hiển thị........................................................ 71
Thay đổi ký hiệu cho thửa............................................................. 72
Hiển thị các thửa thích hợp........................................................... 73
Thay đổi ký hiệu cho alternate site............................................... 73
Hiển thị river và wastewater junction........................................... 73
Hiển thị và gắn nhãn cho junction buffers.................................... 73
5. Tạo bản đồ trình bày các thửa thích hợp nhất 74
Chép các layers từ Study Area data frame.................................... 74
Tạo layer cho các thửa thích hợp nhất.......................................... 74
Đổi màu cho các thửa của layer highly suitable........................... 75
Thay đổi symbol colors................................................................. 76
Thay đổi tiêu đề và nhãn............................................................... 76
Gắn nhãn cho highly suitable parcels........................................... 77
Tạo nhãn cho alternate site........................................................... 77
Thay đổi thuộc tính của nhãn và hiện nhãn..................................
78
6. Tạo báo cáo thửa đất....................................................... 79

4
Thiết kế báo cáo............................................................................ 79

Phát sinh báo cáo.......................................................................... 79
7. Bổ sung danh sách các tiêu chuẩn chọn của dự án
lên bản đồ........................................................................................ 80
8. Bổ sung các đối tợng của bản đồ........................... 80
Thêm một khung hình chữ nhật vào City Overview map.............. 81
Bổ sung ký hiệu bản đồ................................................................. 81
Thêm thớc tỷ lệ........................................................................... 82
Bổ sung mũi tên chỉ hớng........................................................... 83
Bổ sung tiêu đề của bản đồ........................................................... 83
Bổ sung hình ảnh logo.................................................................. 83
Bổ sung thông tin tham chiếu bản đồ............................................ 84
Dóng thẳng các đối tợng của bản đồ.......................................... 84
9. Lu và in bản đồ.................................................................. 86

5
Giới thiệu chung về ArcGIS

Tài liệu này giới thiệu về ArcGIS của ESRI - phần mềm xây dựng dự
án thông tin địa lý GIS. Tài liệu đợc chia làm hai phần. Phần đầu, chơng 1:
Tìm hiểu về ArcGIS, sẽ giới thiệu những kiến thức cơ bản của ArcGIS và dữ
liệu GIS. Phần hai, bắt đầu từ chơng 2: Xây dựng dự án GIS, là một dự án
mẫu để bạn đọc thực hành. Dự án đợc thiết kế theo cách để ngời đọc có
thể tự làm theo tài liệu mà không cần trợ giúp.

Trớc khi khởi động, cần phải có sẵn ArcGIS trên máy. Ngoài ra, cần
cài đặt các bài tập mẫu ArcTutor.

Có thể làm gì với ArcGIS?
Xác định vùng u tiên cần sửa chữa cống thoát nớc sau trận động đất.
Tạo bản đồ các tuyến đờng dành cho xe buýt, xe đạp...

Quản lý cầu, đờng và lập các bản đồ dự phòng trong trờng hợp xảy ra
thiên tai.
Khoanh vùng tội phạm để nhanh chóng triển khai nhân sự và quản lý các
chơng trình giám sát tội phạm.
Xác định các van để khóa một đờng ống nớc bị vỡ.
Tạo bản đồ sử dụng đất để phục vụ công tác định giá và kế hoạch sử dụng
đất.
Dự báo bão.
Nghiên cứu ảnh hởng của công trình xây dựng đến mạch nớc ngầm.
Quản lý chất lợng nớc.
Tạo mô hình lới điện để giảm thất thoát năng lợng và lập kế hoạch đặt
các thiết bị mới.

6
Xây dựng tuyến dẫn dầu rẻ nhất.
Nghiên cứu địa hình để xác định vị trí đặt trạm thu phát trong thông tin
liên lạc.
Đánh giá về khả năng phát triển của một vị trí bán lẻ mới dựa trên số
lợng khách hàng lân cận.
Dò tìm ngợc theo nguồn nớc để xác định nguồn bị ô nhiễm.
Tìm đờng đi nhanh nhất đến vị trí xảy ra sự cố.
Dự đoán cháy rừng dựa trên những nghiên cứu về địa thế và thời tiết.

Có thể sử dụng ArcGIS theo nhiều cách khác nhau phụ thuộc vào mức
độ phức tạp của công việc. Một số ngời dùng ArcGIS để làm dự án - tức là
một ngời làm bản đồ và sử dụng công cụ phân tích độc lập. Một số ngời
khác dùng ArcGIS trong môi trờng nhiều ngời dùng, phục vụ cho các hệ
thống thông tin địa lý. Tài liệu này giới thiệu về ArcGIS trong khuôn khổ của
dự án GIS.

Dự án GIS
Trong một dự án GIS, phân tích viên sẽ phải thực hiện rất nhiều công
việc mà có thể gộp thành 4 nhóm công việc chính - 4 bớc cơ bản của dự án.

Bớc đầu tiên là trả lời cho các câu hỏi đặt ra trong thiết kế CSDLvà
kế hoạch phân tích GIS nh:
Đâu là vị trí tốt nhất để xây dựng nhà cao tầng?
Có bao nhiêu lợng khách hàng tiềm năng gần cửa hàng? ...
Công việc này giúp xác định đợc những lớp dữ liệu nào cần có để trả
lời cho từng phần của dự án và phát triển chiến lợc tập hợp các câu
trả lời của từng phần thành một kết quả cuối cùng.


7
Bớc thứ hai là tạo cơ sở dữ liệu chứa dữ liệu địa lý cần để trả lời cho
những câu hỏi đặt ra. Có thể phải số hóa từ bản đồ có sẵn, thu thập và chuyển
đổi dữ liệu từ nhiều nguồn và nhiều dạng, kiểm tra chất lợng của các lớp dữ
liệu, đa các lớp dữ liệu về một hệ tọa độ thống nhất, bổ sung các trờng mới
vào dữ liệu để lu kết quả phân tích.

Bớc thứ ba là phân tích dữ liệu. Các thao tác thờng dùng là chồng
xếp các lớp dữ liệu khác nhau, tìm kiếm đối tợng theo thuộc tính và theo vị
trí, tổng hợp các kết quả trung gian để có đợc kết quả cuối cùng.

Bớc cuối cùng trong phân tích dự án là trình bày kết quả cho những
ngời không sử dụng GIS và cho công chúng xem. Bản đồ, bảng thống kê,
biểu đồ cũng đợc sử dụng phối hợp để tạo kết quả cuối cùng.

GIS nhiều ngời dùng
Trong hệ GIS nhiều ngời dùng, dữ liệu đợc lu trữ trong những hệ

quản lý CSDL quan hệ thơng mại nh Oracle, Informix Dynamic Server, và
Microsoft SQL Server và đợc kết nối thông qua phần mềm ArcSDE.
ArcSDE cho phép nhiều ngời cùng hiện chỉnh dữ liệu GIS đồng thời. Để
tăng khả năng làm việc trên hệ thống mạng, nhiều ứng dụng đã đợc phát
triển cho máy tính để bàn nh ArcCatalog, ArcMap, và ArcToolbox. Các
máy chủ giữ nhiệm vụ cung cấp dữ liệu và thực hiện vai trò xử lý dữ liệu.

Các chức năng của hệ GIS nhiều ngời dùng cũng giống nh của một
dự án GIS, nhng ở qui mô lớn hơn và thao tác theo chu kỳ liên tục. Công tác
lập kế hoạch trong môi trờng nhiều ngời dùng là rất quan trọng, vì sẽ giúp
tăng hiệu suất thao tác, phân phối tài nguyên tốt hơn, đảm bảo tính chặt chẽ
của thông tin...

8

Dù là làm việc trong môi trờng nào thì ngời dùng cũng đều sử dụng
bộ 3 ứng dụng của ArcGIS desktop là ArcCatalog, ArcMap, và ArcToolbox
để làm việc. ArcCatalog là ứng dụng để quản lý dữ liệu không gian, quản lý
thiết kế CSDL, tạo và xem metadata. ArcMap đợc sử dụng trong mọi thao
tác biên tập và thành lập bản đồ, cũng nh là để phân tích bản đồ.
ArcToolbox dùng để chuyển đổi dữ liệu và thực hiện các phép xử lý về địa
lý. Sử dụng cả 3 ứng dụng cùng với nhau, ngời dùng có thể thực hiện bất kỳ
nhiệm vụ GIS nào, từ đơn giản đến phức tạp, bao gồm thành lập bản đồ, quản
lý dữ liệu, phân tích địa lý, biên tập dữ liệu và các phép xử lý khác liên quan
đến địa lý.


9
chơng 1: khái niệm cơ bản về dữ liệu GIS

Khảo sát ArcCatalog và ArcMap, chúng ta
nhận thấy đối tợng làm việc là bản đồ và các
layers. Các layers trên một bản đồ chính là dữ
liệu GIS. Khi thêm các đờng ống nớc vào bản
đồ tức là ta đã bổ sung dữ liệu từ một lớp đặc
trng của geodatabase. Những kiểu dữ liệu GIS
khác là shapefiles, coverages, và rasters. Dữ
liệu GIS đa dạng, nhng tất cả đều lu giữ cả
thông tin thuộc tính lẫn không gian. Chơng
này giới thiệu với bạn đọc các kiểu dữ liệu GIS
và các mô hình cơ sở dữ liệu.

1. Các mô hình dữ liệu địa lý
ArcGIS lu trữ và quản lý dữ liệu địa lý ở nhiều khuôn dạng. Ba mô
hình dữ liệu cơ bản mà ArcGIS sử dụng là vector, raster, và TIN. Ngoài ra,
ngời dùng có thể nhập dữ liệu bảng vào GIS.

Vector model
Một cách để biểu diễn các hiện tợng địa lý là dùng points, lines, và
polygons. Cách biểu diễn thế giới nh thế này đợc gọi là mô hình dữ liệu
vector
. Mô hình vector đợc dùng chủ yếu để mô tả và lu trữ những đối
tợng rời rạc nh nhà, đờng ống dẫn, đờng bao thửa...

Points là cặp tọa độ x,y. Lines là tập hợp của các tọa độ định nghĩa
một hình dạng. Polygons là tập hợp các tọa độ khai báo cho đờng bao của

10
một vùng. Tọa độ thông thờng là một cặp (x,y) hay bộ ba (x,y,z) với z và
giá trị biểu diễn cho độ cao.

ArcGIS lu dữ liệu vector trong các lớp đối tợng (feature classes) và
trong tập hợp của các lớp đối tợng quan hệ tôpô. Các thuộc tính của đối
tợng đợc lu trong bảng. ArcGIS sử dụng 3 mô hình vector để biểu diễn
dữ liệu đặc trng là: coverages, shapefiles, và geodatabases.

Raster models
Trong raster model, thế giới đợc biểu diễn nh một bề mặt đợc chia
thành những ô lới bằng nhau. Raster model đợc dùng để lu trữ và phân
tích dữ liệu liên tục trên một vùng nào đấy. Mỗi ô ảnh chứa một giá trị có thể
biểu diễn cho một giá trị đo đợc. Dữ liệu raster gồm các loại ảnh (ảnh hàng
không, ảnh vệ tinh, ảnh quét dùng để số hóa, làm nền) và grid (dùng để phân
tích và lập mô hình).

Grid có thể đợc tạo từ dữ liệu vector. Grids có thể chứa các dữ liệu
liên tục, nh một lớp bề mặt. Chúng có thể lu giữ các thông tin thuộc chủ
đề và thuộc tính của chủ đề. Ví dụ, ảnh grid về kiểu phân bố thực vật lu giữ
số hiệu mã hóa cho từng loại thực vật, tên loại thực vật... Kích thớc ô ảnh
càng nhỏ, thì bản đồ có độ chính xác càng cao và càng chi tiết. Tuy nhiên, sẽ
làm tăng kích thớc file ảnh.

TIN models
Trong một mô hình mạng các tam giác bất thờng, thế giới đợc biểu
diễn dới dạng một mạng các tam giác kết nối với nhau qua các điểm với giá
trị x, y, và z. TINs là cách lu trữ và phân tích bề mặt rất hiệu quả. Cũng nh

11
ảnh rasters, có thể bổ sung các tập dữ liệu TIN vào bản đồ trong ArcMap và
quản lý chúng bằng ArcCatalog.

Dữ liệu dạng bảng
Có thể xem GIS nh là một CSDL hình học. Cũng giống nh các
CSDL khác, ArcGIS cho phép kết nối các bảng dữ liệu với nhau.

2. Các dạng Format của feature data
ArcGIS hỗ trợ cả hai mô hình đối tợng file-based và mô hình đối
tợng DBMS.

Hai mô hình file-based là coverages và shapefiles. Coverages và
shapefiles là mô hình dữ liệu quan hệ địa lý (georelational data model).
Những mô hình này lu dữ liệu vector cho các đối tợng trong các tập tin nhị
phân và sử dụng số định danh duy nhất để liên kết đối tợng với thuộc tính
nằm trong bảng thuộc tính.

Mô hình đối tợng DBMS đợc ArcGIS hỗ trợ là mô hình dữ liệu
geodatabase (geodatabase data model). Trong mô hình này, các đối tợng
đợc lu thành các hàng của bảng CSDL quan hệ. Các hàng trong bảng chứa
cả thông tin tọa độ và thông tin thuộc tính cho đối tợng.

Coverages
Coverages là dạng format chính sử dụng trong những phép xử lý phức
tạp, để xây dựng các tập dữ liệu địa lý chất lợng cao, và để thực hiện phân
tích không gian lớn của ArcInfo.

12
Coverages chứa những kiểu đối tợng chính, phức và phụ (primary,
composite, và secondary features). Primary features trong coverage chính là
điểm nhãn (label point), cung (arcs), và polygons. Composite features là
tuyến đờng (routes/sections) và vùng (regions) đợc xây dựng từ primary
feature.

Coverages còn có secondary features là: điểm đăng ký (tics), các liên
kết (links), và chú giải (annotation). Tics và links không biểu diễn cho đối
tợng đồ họa, nhng đợc dùng để quản lý coverages. Annotation dùng để
thể hiện text về đối tợng đồ họa trên bản đồ.

Các đối tợng chính trong coverages
Điểm nhãn (Label points) có thể biểu diễn cho các đối tợng điểm riêng
biệt. Label points cũng liên kết thuộc tính với polygons. Mỗi polygon có
một label point nằm ở gần tâm của polygon.

Cung (Arcs) là tập hợp các đoạn nối với nhau qua các điểm nút. Nhiều
cung có thể lập thành mạng. Cung cũng tạo thành polygons biểu diễn cho
các vùng.

Điểm nút (Nodes) là những điểm cuối của các cung nối nhau. Điểm nút
có thể có thuộc tính, do vậy chúng có thể biểu diễn cho đối tợng điểm
trong một mạng nh là những cái van trong mạng ống nớc. Điểm nút giữ
vai trò quan trọng trong topology để kiểm tra tính kết nối của các đối
tợng trong coverages.

Polygons biểu diễn cho vùng. Polygon đợc các cung bao quanh.

13

Đối tợng phức trong coverages
Routes và sections là các đối tợng tuyến tính hình thành từ arcs và những
phần của arcs.

Routes định nghĩa một tuyến đờng dọc theo một mạng tuyến tính, ví dụ

nh đờng từ nhà đến sân bay.

Sections khai báo cho từng phần của arcs và dùng để xác định chỗ bắt đầu
và kết thúc của một tuyến đờng.

Regions là đối tợng vùng hình thành từ các polygons. Không giống
polygons, regions có thể nằm rời rạc, nằm chồng lên nhau.

Đối tợng phụ trong coverages
Annotation là các chuỗi văn bản mô tả cho một đặc trng khi bản đồ đợc
in hay đợc hiển thị. Annotation có thể đợc định vị tại một điểm, nằm
giữa hai điểm, hay nằm dọc theo một loạt điểm. Annotation đợc lu
trong tọa độ địa lý, do đó nó giữ nguyên vị trí và tỷ lệ tơng quan với các
đối tợng khác của coverage mỗi khi đợc hiển thị.

Tics là các điểm khống chế. Tics biểu diễn cho vị trí đã biết trên mặt đất
và dùng để đăng ký và chuyển đổi tọa độ của một coverage.

Links là các vectors dịch chuyển dùng để hiệu chỉnh hình dạng của
coverages, ví dụ, để tiếp biên giữa các coverages.


14
Coverage topology
Topology là quá trình dùng để khai báo và sử dụng tính thừa kế quan
hệ không gian trong hình học của đối tợng. Ba quan hệ tôpô của coverages
là kết nối (connectivity), định nghĩa vùng (area definition), và liền kề
(contiguity).

Coverages giữ thông tin topology và ghi lại các quan hệ không gian

này trong những files đặc biệt. Lu trữ thông tin kết nối giúp coverages có
thể lập mô hình và vạch luồng trong mạng tuyến tính. Có đợc thông tin về
định nghĩa vùng và sự liền kề giúp coverages có thể tìm hay nhập các
polygons nằm cạnh nhau và gộp các đối tợng địa lý từ những coverages
khác nhau thông qua thao tác xếp chồng.

Để lu thông tin kết nối, coverage dùng arc-node topology. Để xác
định vùng, coverage dùng polygon-arc topology và để xác định sự liền kề thì
dùng left-right topology.

Cất giữ coverages
Coverages đợc lu trong workspaces. Workspace là một folder.
Trong workspace folder có một folder tên là
info
(để chứa các files INFO và
các định nghĩa bảng cho từng coverage) và những folders đợc đặt theo tên
của từng coverage có trong workspace.

Shapefiles
Shapefiles rất hay đợc dùng trong thành lập bản đồ và trong một số
phân tích. Phần lớn dữ liệu địa lý đều nằm ở dạng shapefile. Shapefiles đơn
giản hơn coverages vì nó không lu tất cả các tập hợp topological cho từng

15
đối tợng và lớp đối tợng khác nhau. Mỗi shapefile chỉ lu các đối tợng
trong những lớp đối tợng đơn.

Các đối tợng trong shapefiles
Shapefiles có hai kiểu đối tợng điểm: points và multipoints. Các kiểu
đối tợng đờng của shapefile là simple lines hay multipart polylines. Các

kiểu đối tợng vùng là simple areas hay multipart areas gọi là polygons.

Cất giữ shapefiles
Shapefiles đợc lu trong folders. Một shapefile bao gồm một tập các
files dữ liệu vector data và một file .dbf giữ thuộc tính của đối tợng. Ngoài
những đối tợng cơ bản, có thể tạo những đối tợng tùy biến nh thửa đất,
đờng ống... Các đối tợng tùy biến có hành vi chuyên biệt rất thích hợp để
biểu diễn đối tợng của thế giới thực

Các đối tợng của geodatabases
Vì có thể tạo đợc các đối tợng tùy biến nên số lợng các lớp đặc
trng là không có giới hạn. Dạng hình học cơ bản của các lớp đối tợng của
geodatabase là points, multipoints, network junctions, lines, network edges,
và polygons. Có thể tạo đối tợng với dạng hình học mới. Tất cả các lớp đối
tợng point, line, polygon đều có thể là:

Nhiều thành phần (multipart).
Có tọa độ x,y; x,y,z; hay x,y,z,m (m-tọa độ ghi lại giá trị khoảng các đo
đợc).
Đợc lu trong những layers kế tiếp nhau (chứ không chồng lên nhau).


16
3. Geodatabases
Geodatabases dùng để cài đặt một mô hình dữ liệu đối tợng GIS.
Geodatabase lu mỗi đối tợng địa lý trong một hàng của bảng. Đờng nét
của đối tợng đợc lu trong trờng shape của bảng, thuộc tính lu trong
những trờng khác. Mỗi bảng lu một lớp đối tợng (feature class). Ngoài
các features, geodatabases còn lu cả ảnh rasters, bảng dữ liệu, và các tham
chiếu đến những bảng khác. Một số u điểm của geodatabase đó là các

features trong geodatabases có thể xây dựng những hành vi riêng; các
features đợc lu hoàn toàn trong một database đơn; và các lớp đối tợng lớn
của geodatabase đợc lu dễ dàng, không cần phải lợp lên nhau.

Các đối tợng Point và multipoint của geodatabase cũng giống nh
của shapefiles. Các đối tợng point tùy biến có thể biểu diễn cho nhà, nhng
chúng có thể có một giao diện để liệt kê chủ sử dụng, diện tích và giá trị còn
lại của nhà hay là để hiện ảnh của tòa nhà.

Các đối tợng Network junction là các điểm đóng vai trò tôpô trong
mạng, giống nh điểm nút trong coverage. Có hai loại đối tợng nút mạng là:
simple network junction features và complex network junction features.

Simple junction feature có thể đợc dùng để biểu diễn một khớp
nối hai đờng ống.
Complex junction feature đóng vai trò phức tạp hơn trong mạng.
Các thành phần bên trong của những đối tợng này có thể đóng vai
trò lôgic hay tôpô trong một mạng lớn. Ví dụ cho loại đối t
ợng
này là công tắc chuyển mạch trong mạch điện. Với vị trí này, công
tắc sẽ kết nối điểm A với điểm B, trong khi ở vị trí khác thì lại kết

17
nối điểm A với điểm C. Công tắc có thể có những qui tắc hợp lệ để
kiểm soát kiểu đờng dây có thể nối với nó. Nó có thể có hành vi
tùy biến để có thể thể hiện công tắc bằng những ký hiệu khác nhau
phụ thuộc vào tình trạng của nó (tình trạng tắt hay mở).

Các đối tợng Line gồm: line segments, circular arcs, và đờng cong
Bézier.

Network edge features là các đối tợng lines đóng vai trò topo trong
mạng. Chúng đợc dùng để vạch tuyến và phân tích luồng:
Simple edge feature là một đặc trng mạng tuyến tính kết nối với
junction features tại điểm cuối của chúng. Simple edge feature
dùng để biểu diễn các đờng ống trong mạng cấp nớc và có thể có
qui tắc kết nối.
Complex edge feature là đặc trng mạng tuyến tính có thể hỗ trợ
cho một hay nhiều điểm nút mạng. Giống nh simple edge
features, complex edge features có thể có class methods và giao
diện riêng biệt.

Polygon features biểu diễn cho vùng. Vùng có thể là hình khép kín
đơn giản, hay là những phần nằm rời rạc. Polygon features có thể có đảo và
hồ lồng vào trong. Có thể dùng polygon features để biểu diễn nhà, khu vực
điều tra... Polygon features có thể có hành vi và giao diện tùy biến.

Topology trong geodatabase
Topology trong geodatabase cho phép chúng ta biểu diễn hình học
dùng chung cạnh giữa các đối tợng trong một lớp đối tợng và giữa các lớp

18
đối tợng khác nhau. Có thể tổ chức các đối tợng trong một geodatabase để
tạo planar topologies hay geometric networks. Feature classes có thể chia sẻ
cạnh, nút với các lớp đối tợng khác trong planar topology. Planar topology
tạo thành từ các điểm nút, cạnh, và bề mặt.

Lu các đối tợng của geodatabase
Phiên bản geodatabase nhiều ngời dùng đợc cài đặt qua phần mềm
ArcSDE. Phiên bản đơn cài trong Microsoft Access. Truy cập cơ sở dữ liệu

thông qua ứng dụng của ArcGIS nh ArcMap và ArcCatalog.
Mỗi lớp đối tợng của geodatabase chứa một kiểu đối tợng hình học. Các
lớp đối tợng có quan hệ với nhau đợc tổ chức thành các tập dữ liệu đối
tợng (feature datasets).

19
Chơng II: Xây dựng dự án GIS bằng công nghệ
Arcgis

Chơng này sẽ hớng dẫn bạn thực
hiện một dự án GIS mẫu. Bạn sẽ đợc giới
thiệu về một số kỹ thuật phân tích GIS và cách
xây dựng dự án GIS.
Kịch bản đề ra của dự án là tìm vị trí
thích hợp để xây dựng nhà máy xử lý nớc thải
cho thành phố A. Để làm đợc việc đó, bạn
cần phải biết các tiêu chí lựa chọn. Tiếp đến,
cần phải xác định các loại dữ liệu cần có và
sử dụng chúng để tìm kết quả cuối cùng.

1. Phân tích GIS là gì?
Từ phân tích GIS có nghĩa là thực hiện nhiều thao tác trên hệ thống
thông tin địa lý. Những thao tác phân tích chính của hệ GIS là:

Trình bày sự phân bố về địa lý của dữ liệu: Đây là thao tác đơn giản
nhất.

Truy vấn dữ liệu: Có hai dạng truy vấn GIS là truy vấn theo thuộc tính
và truy vấn theo vị trí.

Xác định các đối tợng liền kề: Đây là dạng phân tích thứ ba của hệ
GIS. Cách dễ nhất để tìm đối tợng nằm gần là tạo một vùng đệm xung

20
quanh đối tợng nghiên cứu. Một trong những khả năng rất mạnh của
phân tích GIS là đầu ra của một qui trình này sẽ là đầu vào của qui trình
khác.

Xếp chồng các lớp đối tợng: Dạng phân tích thứ t là xếp chồng các
lớp đối tợng khác nhau. Bạn sẽ tạo ra thông tin mới khi xếp chồng các
đối tợng. Có nhiều kiểu xếp chồng dữ liệu (union, intersect, merge,
dissolve, clip), nhng nhìn chung là kết hợp 2 tập hợp đối tợng có sẵn
thành một tập hợp đối tợng mới.

Thực hiện phân tích phức tạp: Có thể phối hợp tất cả các kỹ thuật này
và nhiều kỹ thuật khác trong phân tích GIS phức tạp. Với GIS bạn hoàn
toàn có thể tạo ra các mô hình chi tiết của thế giới bên ngoài để giải quyết
những vấn đề phức tạp.
2. Các bớc của dự án GIS
Các bớc của một dự án phân tích GIS tiêu biểu là: xác định mục tiêu
dự án, tạo cơ sở dữ liệu chứa dữ liệu cần thiết để giải quyết bài toán, sử dụng
các hàm GIS để tạo mô hình nhằm giải quyết vấn đề, và cuối cùng là hiển thị
kết quả phân tích.

Bớc 1: Xác định mục tiêu của dự án
Bớc đầu tiên trong qui trình là xác định mục tiêu phân tích. Có thể
dựa vào những câu hỏi đặt ra sau đây để xác định đợc mục tiêu, yêu cầu:

Cần phải giải quyết vấn đề gì? Cách giải quyết ra sao?
Có cần thiết phải giải bài toán bằng phân tích GIS không?

Sản phẩm cuối cùng của dự án là các báo cáo hay bản đồ?

21
Ai là ngời sử dụng kết quả?
Dữ liệu có còn dùng cho mục đích nào khác không? Có những yêu cầu
gì đối với dữ liệu?

Bớc này quan trọng bởi vì câu trở lời cho những câu hỏi đặt ra sẽ xác
định đợc mục tiêu của dự án.

Bớc 2: Tạo cơ sở dữ liệu cho dự án
Bớc 2 là tạo cơ sở dữ liệu cho dự án. Quá trình gồm 3 bớc là thiết kế
cơ sở dữ liệu, nhập dữ liệu vào CSDL và quản lý, khai thác CSDL.


Thiết kế cơ sở dữ liệu
bao gồm xác định dữ liệu không gian cần cho
dự án, khai báo các thuộc tính của đối tợng, xác định lãnh thổ vùng
nghiên cứu, và chọn hệ tọa độ sử dụng.

Nhập dữ liệu
vào CSDL bao gồm số hóa hoặc chuyển đổi dữ liệu từ
các hệ khác và chuẩn hóa, hiệu chỉnh dữ liệu.

Quản lý CSDL
bao gồm kiểm tra hệ tọa độ và liên kết các lớp dữ liệu.

Bớc 3: Phân tích dữ liệu
Bớc thứ ba là phân tích dữ liệu. Nh bạn đã thấy, phân tích dữ liệu
trong một hệ GIS có thể đơn giản là hiển thị bản đồ cho đến phức tạp là tạo

những mô hình không gian phức tạp. Mô hình không gian cho phép áp dụng
nhiều hàm chức năng của GIS nh:

Tính toán khoảng cách, tạo vùng đệm, tính diện tích và chu vi vùng.
Xếp chồng các tập dữ liệu.
Các hàm tìm vị trí theo địa chỉ, dẫn đờng...

22

Bớc 4: Hiển thị kết quả
Bớc thứ t là hiển thị kết quả phân tích.Trong nhiều trờng hợp, kết
quả của phân tích GIS tốt nhất là đợc trình bày dới dạng bản đồ. Biểu đồ
và các bản báo cáo cũng là hai trong số các cách hiển thị kết quả. Bạn có thể
in biểu đồ và báo cáo riêng hay nhúng chúng và các tài liệu do các ứng dụng
khác tạo ra, hoặc là đặt chúng trên bản đồ.

3. Xây dựng dự án cụ thể
Ví dụ đặt ra là cần tìm vị trí thích hợp để xây dựng nhà máy xử lý
nớc thải cho thành phố đang phát triển Greenvalley. Chính quyền thành phố
dự định sử dụng nguồn nớc dự trữ và xử lý nớc thải để phục vụ cho nhu
cầu về nớc.

Bớc 1: Xác định mục tiêu của dự án
Mục tiêu của dự án GIS này là tìm vị trí thích hợp để xây dựng trạm
xử lý nớc thải mới. Chính quyền thành phố cha bao giờ sử dụng mô hình
GIS cho bài toán tơng tự. Kế hoạch cho trạm xử lý hiện tại đã đợc hình
thành từ nhiều năm nay bằng cách xây dựng bản đồ, chồng xếp các lớp thông
tin... Cách tiếp cận này là tơng đối phù hợp nhng tốn thời gian và không
tham khảo đợc ý kiến của công chúng.

Bài toán lại càng trở nên khó giải quyết hơn khi đô thị ngày càng đợc
mở rộng và các yêu cầu về bảo vệ sức khỏe và môi trờng ngày càng nghiêm
ngặt hơn. Hội đồng thành phố đã chọn giải pháp dùng mô hình GIS để đẩy
nhanh tốc độ thiết kế và đảm bảo đáp ứng đợc mọi yêu cầu. Hội đồng muốn
biết các thửa đất nào có thể dùng để xây dựng trạm xử lý nớc thải. Trên bản

23
đồ kết quả phải thể hiện đợc những vị trí nào thích hợp nhất và những vị trí
không đợc phép xây dựng trạm xử lý nớc thải. Các tiêu chí để lựa chọn vị
trí xây dựng trạm xử lý là:

Thấp hơn độ cao 365m để giảm chi phí bơm nớc.
Nằm ngoài vùng trũng để tránh bị ngập nớc.
Nằm cách sông không quá 1000m để giảm chi phí xây dựng đờng
ống nớc sạch.
Nằm cách khi dân c và công viên ít nhất 150m.
Nằm trên vùng đất còn trống để giảm chi phí mua hay đền bù đất.
Nằm trong vòng 1000m của các điểm nớc thải chính (tốt nhất là
500m).
Nằm cách đờng 50m.
Vùng xây dựng phải có diện tích ít nhất là 150,000m
2
.

Bớc 2: Tạo cơ sở dữ liệu cho dự án
Trớc hết, chúng ta sẽ thu thập các dữ liệu hiện có và xem xét dữ liệu.
Tiếp đó, chuẩn bị dữ liệu để phân tích.

Tập hợp dữ liệu cho dự án
Có thể sử dụng dữ liệu GIS có sẵn của các bộ, ngành khác:

24


Chuẩn bị dữ liệu để phân tích
Trên cơ sở xem xét các dữ liệu, chúng ta xác định đợc những layers
nào có thể sử dụng ngay đợc và những layers nào cần xử lý bổ sung. Một số
thao tác hay dùng trong khâu chuẩn bị dữ liệu là:

Kiểm tra chất lợng dữ liệu.
Chuẩn đổi dạng formats của dữ liệu.
Số hóa dữ liệu mới.
Khai báo hệ tọa độ.
Đa các layers về cùng một hệ tọa độ chiếu mới.
Ghép các layers liền kề.

Bớc 3: Phân tích dữ liệu
Trong quá trình xây dựng dự án cần phải tính đến phơng pháp phân
tích và liệt kê các bớc quan trọng cần thực hiện. Cần tạo sơ đồ xử lý để

25