Giới thiệu chung về hệ thông tin địa lý GIS

Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

Bài 1:

TỔNG QUAN CHUNG VỀ GIS

Trước hết, chúng ta sẽ tìm hiểu ý niệm chung về GIS – hệ
thống thông tin đòa lý. Bài này nhằm mục đích cungcấp,
trang bò kiến thức, hiểu biết chung về GIS, giúp làm rõ
một số vấn đề chính:
- Thông tin đòa lý là gì? Ý nghóa?
- Hệ thống thông tin đòa lý là gì?
- Hệ thống thông tin đòa lý gồm những gì?
- Khả năng ứng dụng GIS .
- Sơ lược quá trình hình thành và phát triển GIS?

1. Ý NIỆM VỀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ
1.1. Thông tin đòa lý là gì?
Để hiểu về hệ thống thông tin đòa lý trước
hết cần hiểu rõ thông tin đòa lý.
Loại thông tin cho chúng ta biết đặc điểm đối
tượng mà có kèm với vò trí của đối tượng được gọi
là thông tin đòa lý (geographical information) và
nó là một đối tượng nghiên cứu của khoa học mới
ra đời: khoa học về thông tin đòa lý (geographical
information science).
Thông tin đòa ly ù trước hết là thông tin, nhưng
là thông tin đặc biệt: : thông tin có tính điạ 1ý
(chứ không phải thông tin về điạ lý). Thông tin
này phản ánh, thể hiện đối tượng có kích thước
vật lý nhất đònh hay chiếm không gian nhất đònh

và được gọi là đối tượng đòa lý. Đối tượng đòa lý
có thể được thể hiện như là một điểm, đường hay
vùng hoặc dạng Text.
Tính điạ lý được thể hiện ở chỗ thông tin đòa
lý bao gồm 2 phần chính: phần mô tả không gian
và phần phi không gian mô tả tính chất. Trong một
thông tin đòa lý, hai phần này liên kết chặt chẽ
với nhau
THÔNG TIN ĐỊA LÝ

Không
gian

Phi không gian

5


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

- Phần thông tin không gian: là phần cung
cấp thông tin về vò trí của đối tượng trong không gian,
thường thể hiện qua các nội dung sau:
Vò trí điạ lý: thể hiện một cách chính
xác qua toạ độ điạ lý (ϕ,λ), toạ độ mặt phẳng
(x,y) hay một cách khái quát hớn qua đòa chỉ,
mã vùng, đòa danh…
Mối quan hệ không gian: mô tả mối quan
hệ không gian của đối tượng với các đối
tượng khác đã biết. Ví dụ: các mối quan hệ

“nằm trong”, “bao quanh”, “ngay tại”, “bên cạnh”,
“dọc theo”...
Các đặc điểm phân bố không gian: mô
tả hình dạng (shape), kích thước (size), sự phân
bố (distribution), độ gần nhau (neighborhood),
kiểu dạng (pattern), tỉ lệ (scale),
hướng
(orientation)…của đối tượng.
- Phần thông tin phi không gian: là phần
cung cấp đặc điểm, tính chất của đối tượng theo
các nội dung chính như
 Mô tả (đònh tính / đònh lượng )
- Tên gọi, chủng loại, cấp bậc…
- Đặc điểm, tính chất (kích thước,
trọng lượng, số lượng…)
 Đặc điểm thời gian :
- Thời điểm xuất hiện
- Thời gian tồn tại
Đôi khi, để nhấn mạnh ý nghóa của yếu tố thời
gian, người ta tách đặc điểm thời gian thành một
khía cạnh thứ ba của thông tin đòa lý.

6


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

1.2. Ý nghóa
Thông tin đòa lý có một ý nghóa và vai trò
rất lớn trong thực tế. Người ta cho rằng trong các

hoạt động nghiên cứu thực tiễn, quản lý, thông tin
đòa lý chiếm khoảng 80%.
Thông tin đòa lý có ý nghóa quan trọng vì thông
tin thuộc tính đơn thuần dù rất chi tiết cũng chỉ
mang tính chất mô tả, cho ta biết về đối tượng
thực. Khi gắn phần mô tả thuộc tính với thông tin
không gian, người ta có thể nhận ra vò trí thực của
đối tượng và khi đó chúng ta không phải chỉ có
những đối tượng thực mà có cả một mô hình của
thế giới thực, một cái nhìn đầy đủ về đối tượng
Khi đó, người ta không chỉ hiểu rõ về đối tượng
mà còn có thể nhìn thấy mối tương quan giữa
chúng, khuynh hướng phát triển theo không gian,
kết hợp với những yếu tố điạ lý khác để rút ra
các quy luật mới hay là phát hiện và giải thích
được các hiện tượng tự nhiên, xã hội có liên quan
cũng như có thể nhìn nhận sự việc một cách toàn
diện, đầy đủ hơn.
Ví dụ: trong thông tin về thất thoát điện, bên
cạnh số lượng điện năng bò thất thoát, khi có cho
biết kèm vò trí cụ thể sẽ cho phép chúng ta đặt ra
những giả thuyết để tìm hiểu nguyên nhân và
phát hiện được nguồn gây tổn thất.
Một ví dụ khác có thể thấy được khi phân tích
mẫu nước của một nhánh sông. Kết quả cho thấy
có 30 trong 100 mẫu có nồng độ CO vượt mức cho
phép. Điều này chưa cho phép chúng ta kết luận gì
nếu như chúng ta không gắn các kết quả phân
tích với vò trí lấy mẫu. Ngược lại, rất có thể sau khi
gắn kết với vò trí lấy mẫu ta thấy rằng các mẫu

có dấu hiệu ô nhiễm nằm gần nhau thì điều này
sẽ giúp ta xác đònh vùng ô nhiễm, xác đònh quy
luật của sự ô nhiễm và nếu kết hợp với các
thông tin đòa lý ở khu vực ô nhiễm (ví dụ sự tồn tại
của một cơ sở sản xuất, một khu dân cư…) thì ta
còn có có thể tìm ra nguyên nhân gây ô nhiễm.

7


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

Phần
thuộc tính

Đối
tượng
thực

+

Phần
không gian

Mô hình
thế giới
thực

+

Kiến
Lý
thức/
giải
thông tin
, dự
môi
báo
, quy như
1.3. Thông tin đòa lý được thể hiện
luật
thế nào?
Thông tin điạ lý – như đònh nghóa trên –, là một
quye
loại thông tin rất thông dụng và tồn tại một
cách
át hiện
tự nhiên từ xưa đến nay. Vậy, người ta thể
đònh
thông tin điạ lý như thế nào?
… giản,
- Theo cách truyền thống: , một cách đơn
ta có thể thể hiện thông tin đòa lý bằng ngôn
ngữ thông thường qua lời nói, chữ viết hay bảng
biểu. Ví dụ ta mô tả, “dọc đường Cách mạng Tháng
Tám, đoạn từ Nguyễn Thò Minh Khai đến ngã Sáu
có 40 trụ điện, phân bố đều hai bên đường, cách
nhau 200m. Trụ nằm cách tim đường 6m…”
Trải qua bao nhiêu thế kỷ, lời nói, chữ viết
vẫn còn là những hình thức thể hiện các thông

tin nói chung và thông tin đòa lý nói riêng được sử
dụng thường xuyên trong cuộc sống. Tuy nhiên, dù
là dùng hình thức lời nói hay chữ viết (ở dạng
văn mô tả hay dạng bảng biểu) thì việc diễn đạt
thông tin đòa lý bằng ngôn ngữ thông thường như
vậy vẫn có nhiều nhược điểm. Thật vậy, cho dù
mô tả tỉ mỉ chi tiết đến đâu, dùng bảng biểu
để làm rõ đến đâu thì việc mô tả vò trí đòa lý
8


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

của một đối tượng bằng con chữ thuần tuý tuy
tưởng rằng rất dễ đọc nhưng lại rất không dễ
hiểu (với đầy đủ ý nghóa của từ hiểu này). Để
có thể nắm bắt được thông tin đòa lý qua ngôn
ngữ bình thường, người ta phải có một hiểu biết
nhất đònh về không gian được mô tả (ví dụ khi có
toạ độ x,y thì phải hình dung ra trái đất với điểm
có toạ độ ấy, khi nói tên của một phường thì
phải hình dung được phường ấy nằm ở đâu trong
quận, giáp với quận nào, gần nhánh sông nào,
gần khu công nghiệp nào…) và sau đó phải vận
dụng trí tưởng tượng để đặt đối tượng vào vò trí ,
để tái hiện hiện trường, để nhìn thấy mối quan hệ
không gian với các đối tượng khác…. Điều này
không phải ai cũng có thể làm được một cách dễ
dàng và chính xác như mong muốn, nhất là khi có
nhu cầu kết hợp nhiều thông tin đòa lý để xem xét

sự tương tác giữa các đối tượng hay xem xét nhiều
khía cạnh của vấn đề .
Ví dụ, khi ta
muốn tích hợp để
?
kiểm tra xem liệu
việc thất thoát
điện có xảy ra
một cách có hệ
thống và liên
quan đến một
khu vực nào đó
không thì ta cần
nhìn thấy khu vực xung quanh với các đường dây,
các cơ sở sản xuất…
- Theo ngôn ngữ bản đồ: sự ra đời của bản
đồ là một bước ngoặt lớn trong việc thể hiện
thông tin điạ lý : nó cho phép diễn đạt một cách
cụ thể và chính xác phần dữ liệu điạ lý. Phần
thuộc tính của thông tin cũng được thể hiện với sự
vận dụng của hình ảnh, màu sắc, kích thước làm
cho nội dung của thông tin điạ lý được thể hiện
một cách trực quan và sinh động hơn bao giờ hết.
Như vậy, ngôn ngữ bản đồ hoàn toàn có thể
diễn đạt được cả phần không gian lẫn phần thuộc
tính của thông tin đòa lý, bên cạnh đó đã khắc
phục một cách hiệu quả hạn chế khó nắm bắt,
9

Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

khó hình dung của cách diễn đạt bằng ngôn ngữ
thông thường trước đây.
- Tính trực quan, chính xác và cô đọng là một
ưu điểm đặc biệt của bản đồ và vì vậy, bên cạnh
ngôn ngữ thông thường, bản đồ đã tồn tại và
phát triển qua hàng thế kỷ và luôn đóng một vai
trò quan trọng trong nghiên cứu cũng như trong đời
sống của nhân loại. Cùng với sự phát triển của
xã hội, nhu cầu về thông tin cũng đa dạng và
phát triển, bản đồ không chỉ thể hiện các thông
tin đòa lý về núi sông, đòa hình, đòa vật… (bản đồ
đòa hình) mà còn thể hiện các thông tin đòa lý
mang tính chuyên ngành (các bản đồ chuyên đề)
và có thể nói, ngày nay, khó kiến được lãnh vực
nghiên cứu ứng dụng nào không cần dùng đến
bản đồ.

- Với sự ra đời và phát
triển của máy tính, người ta
đã đưa thông tin điạ lý vào
bộ nhớ của máy tính qua các
bản đồ số và điều này đã
tạo thêm một cuộc cách
mạng mới: không chỉ được
diễn tả trực quan và chính xác
như trên bản đồ, thông tin điạ
lý trong máy tính còn được
cập nhật nhanh chóng, dễ

phân tích, tổng hợp để thực hiện các bài toán rất
cụ thể trong thực tế. Chính từ đây, vai trò của
thông tin điạ lý đã được nhận thức, nâng cao và
trở thành mối quan tâm của nhiều lãnh vực, nhiều
ngành.
2. HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
2.1. Đònh nghóa
Hệ thống thông tin đòa lý thường được gọi tắt
là GIS do viết tắt của chữ tiếng Anh Geographical
Information System. Từ GIS còn được dùng trong
trường hợp diễn đạt ý niệm về Khoa học về thông
tin đòa lý
Geographical Information Science. Trong
10


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

khuôn khổ tài liệu này chúng ta quan tâm đến
phần công nghệ, kỹ thuật của GIS tức là dùng
GIS cho ý nghóa Geographical Information System và ta
gọi tắt là HTTTĐL hay GIS.
Với ý nghóa này, có rất nhiều đònh nghóa về
GIS tuỳ theo quan điểm và cách tiếp cận. Ví dụ:
“Hệ thống Thông tin Đòa Lý là một hệ thống
thông tin bao gồm một số hệ con (subsystem) có
khả năng biến đổi các dữ liệu đòa lý thành
những thông tin có ích” (Calkins and Tomlinson, 1977)
(Quan tâm đến vai trò của GIS: xử lý thông
tin)

“Hệ thống Thông tin Đòa Lý là một hệ thống
có chức năng xử lý các thông tin điạ lý nhằm
phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết đònh trong
một lãnh vực chuyên môn nhất đònh” (Pavlidis,
1982)
(Quan tâm đến mục đích của hệ)
“Hệ thống Thông tin Đòa Lý là một hệ thống
quản trò cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập,
lưu trữ, phân tích và hiển thò dữ liệu không gian”
(National Center for Geographic Information and Analysis,
1988)
(Quan tâm đến các chức năng trong hệ)
Nhìn chung, ta thấy rằng khi đònh nghóa GIS cần
lưu ý các khía cạnh sau:
- HTTTĐL là hệ làm việc với loại thông tin đặc
biệt: thông tin đòa lý
- HTTTĐL trước hết vẫn là một hệ thông tin, do
đó phải có đầy đủ các chức năng làm việc
với dữ liệu của một hệ thông tin : nhập, lưu
trữ, phân tích và xuất dữ liệu.
- HTTTĐL hoạt động dựa vào máy tính nên hệ
thống phải gồm có phần cứng với đầy đủ
các thiết bò, phần mềm để hoạt động và
đương nhiên không thể thiếu “chất liệu” quan
trọng là một cơ sở dữ liệu của các dữ liệu
đòa lý

11

Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

Với những phân tích trên, ta có thể xem HTTTĐL như
là một hệ thống gồm:
- Phần cứng với máy tính và các thiết bò
ngoại vi
- Phần mềm
- CSDL đòa lý tổ chức theo chuyên ngành, mục
đích nhất đònh
- Kiến thức chuyên gia, chuyên ngành
Hệ có khả năng nhập, lưu trữ, xử lý và phân tích
các dữ liệu đòa lý để xuất ra các thông tin có ích,
phục vụ cho mục đích nghiên cứu hay ra quyết đònh…

W o r k s t a t io n

2.2. Phân biệt GIS với các hệ thông tin khác
GIS có những điểm khá giống với một số hệ
thống trên máy tính khác nhưng thực chất lại là
một hệ có đặc điểm riêng. Để hiểu rõ, chúng ta
sẽ phân tích các điểm giống và khác giữa GIS và
các hệ này.
2.2.a. Phân biệt GIS và DBMS
12


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

DBMS (Database Management System)- Hệ
quản trò Cơ sở dữ liệu-: GIS và DBMS đều là

hệ thu thập, lưu trữ, xử lý và quản lý, truy
vấn dữ liệu theo một nhu cầu sử dụng có
đònh hướng, có khả năng trợ giúp quyết đònh.
Điểm khác biệt cơ bản giữa hai hệ là tính
chất của dữ liệu mà hệ quản lý: DBMS
quản lý các dữ liệu thuộc tính phi không gian
trong khi GIS lưu trữ và quản lý các dữ liệu
điạ lý bao gồm phần dữ liệu không gian và
dữ liệu thuộc tính đi kèm.
Những điểm tương tự
- Có các chức năng lưu trữ, truy vấn dữ
liệu
- Sử dụng các mô hình CSDL tương tự
(phổ biến là mô hình quan hệ
- Sử dụng các phương tiện (thiết bò) tương
tự để lưu trữ, hiển thò và xuất dữ liệu
(băng từ, đóa. Máy in…)
- Được xây dựng theo một nhu cầu sử
dụng có đònh hướng và có chức năng
trợ giúp ra quyết đònh

Những điểm khác biệt
GIS
Dữ liệu có tính đòa lý,
có phần không gian +
thuộc tính
- Có công cụ biến đổi
dữ liệu,
truy vấn và phân tích
không gian, chồng ghép

và tích hợp thông tin
- Là công cụ quản lý
lãnh thổ và trợ giúp ra
quyết đònh

DBMS
- Dữ liệu thông thường,
không có phần không
gian
- Chỉ có các khả năng
truy vấn theo thuộc tính
- Chỉ là CSDL thuần túy:
giúp lưu trữ, quản lý,
truy vấn, tra cứu

2.2.b. Phân biệt GIS với CAD/CAM
13


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

CAD/CAM (Computer Aided Design) Hệ thống
thiết kế với sự trợ
giúp của máy tính/
(Computer Aided Manufacturing) đây là hệ sử
dụng để vẽ các đối tượng kỹ thuật hay thiết
kế các mẫu công nghiệp. Trong các hệ
CAD/CAM, các thuộc tính phi không gian không
được quan tâm nhiều trong khi ở hệ GIS nó là
một phần rất quan trọng giúp cho sự phân tích

dữ liệu. Và vì vậy, dung lượng và tính đa dạng
của dữ liệu trong GIS lớn hơn rất nhiều.
Những điểm tương tự
- Có thể vẽ các hình ảnh, đối tượng
không gian một cách chính xác và từ
đó thực hiện các phép đo tính chính xác
- Có thể tổ chức thông tin hình ảnh theo
từng lớp chồng lên nhau
- Sử dụng các phương tiện (thiết bò) tương
tự để lưu trữ, hiển thò và xuất dữ liệu
(băng từ, đóa. Máy in…)

Những điểm khác biệt
GIS
- Quan tâm đến vò trí thực
của đối tượng trên bề
mặt trái đất
- Thể hiện bề mặt trái
đất theo lưới chiếu
- Cho phép thực hiện các
phân tích không gian
- Không quan tâm nhiều
đến các thuộc tính phi
không gian

CAD/CAM
- Chỉ quan tâm kích thước,
hình dáng đối tượng
- Không thể hiện bề mặt
trái đất theo lưới chếu

- Không có các phép
phân tích không gian

14


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

- Các dữ lệu phi không
gian là một thành phần
quan trọng
2.2.c. Phân biệt GIS với AM/CM
CM (Computer Mapping) Hệ xây dựng bản
đồ bằng máy tính, còn được nhắc đến với
tên CAC (Computer Assisted Cartography) hay AM
(Automated Mapping).
Những điểm tương tự
- Dùng dữ liệu đòa lý dạng số (digital)
- Dữ liệu đòa lý được tổ chức thành các
lớp (layer)
- Có phương tiện và phương pháp nhập
dữ liệu như nhau
- Có khả năng giải đáp thông tin theo
tọa độ trên bản đồ đã hiển thò

Những điểm khác biệt
GIS

AM/CM

- Có khả năng tích hợp
thông tin
từ nhiều lớp

- Chỉ thể hiện thông tin
thành nhiều lớp chứ
không tích hợp

- Có khả năng chồng
ghép thông tin và mô
phỏng mối quan hệ

- Không có khả năng
phân tích không gian, mô
phỏng mối quan hệ

- Không phụ thuộc tỉ lệ

- Phụ thuộc vào tỉ lệ

Với sự phát triển của công nghệ thông tin,
sự khác biệt giữa GIS và CM đôi khi không còn rõ
rệt.
15


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

2.3. Cơ sở khoa học và các ứng dụng
GIS được phát triển trên nền tảng của

nhiều khoa học, dựa trên :
- Quan điểm chung về trình bày, thể hiện
thông tin đòa lý của ngành Trắc đòa, Bản
đồ
- Quan điểm về thế giới thực của các khoa
học Trái đất như đòa lý, đòa mạo…
- Các thành tựu của Khoa học máy tính
- Các hiểu biết trong chuyên ngành ứng
dụng
Đặc biệt, GIS được đặc trưng bởi sự đa dạng
trong ứng dụng. Có thể nói, GIS là một công
cụ hiệu quả trong hoạt động nghiên cứu cũng
như trong thực tiễn quản lý. Chính các ứng
dụng của GIS trong các lãnh vực là một tác
nhân thúc đẩy GIS phát triển mạnh mẽ. Các
lónh vực có nhiều ứng dụng GIS là quản lý
hành chánh, quy hoạch, thăm dò khoáng sản,
quản lý môi trường, lâm nghiệp…

Các lãnh vực ứng dụng

Khoa học về
các quy luật
tự nhiên, xã
hội…

GIS
Khoa học về
thể hiện bề
mặt trái đất

(Trắcđòa,
bản đồ…)

Khoa
học
máy tính, Cơ
sở dữ liệu
….

3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ GIS
16


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

Tùy theo quan điểm và cách tiếp cận , người
ta đưa ra các mô hình khác nhau về thành phần cơ
bản của một hệ GIS. Thông thường, theo khía cạnh
kỹ thuật, người ta thường đưa ra quan điểm mô hình
3 thành phần: phần cứng, phần mềm và dữ liệu.
Đứùng trên quan điểm xây dựng hệ thống, ta cần
quan tâm thêm đến các thành phần quy trình, tổ
chức, con người (mô hình 6 thành phần).
- Phần cứng : gồm máy tính và các thiết bò
ngoại vi để nhập, xuất dữ liệu
Thiết bò
nhập:
Bàn
số
hóa. Máy

quét …

Thiết
bò
lưu
trữ:
điã
từ,
băng từ …
Bộ
xử lý
trung
tâm
CPU

Thiết
bò
Thiết
bò
xuất:
hiển thò:
Máy
màn hình
vẽ(plotter)
- Phần mềm: Phần chương trình để hệ hoạt
Máyin
động. Hiện nay có nhiều phần mềm GIS khác nhau
(printer)
như
: MapInfo, ArcInfo, SPANS, WINGIS,… Mỗi phần mềm

có một thế mạnh và đặc điểm riêng, nhưng về cơ
bản phải có đầy đủ các chức năng cơ bản :
nhập dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, xử lý (chuyển đổi,
dữ xuất dữ liệu.
quản lý…) và phân tíchNhập
dữ liệu,
liệu
1

Nhập câu
hỏi
5

Lưu trữ và
quản lý dữ
liệu đòa lý
2

Biến đổi dữ
liệu
4
Hiển
thò
báo cáo
3

-

17

Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

- Nhập dữ liệu: biến các dữ liệu thu thập
được dưới hình thức bản đồ, các quan trắc đo ngoại
nghiệp, các ảnh viễn thám (bao gồm ảnh máy bay
và ảnh vệ tinh), các bảng dữ liệu có sẵn thành
dạng số (digital data).

Các bản đồ
hiện có

Thiết
bò giao
tiếp

Quan trắc đo
đạc
ngoại
nghiệp

Bàn
số
hoá

Các
tệp
văn
bản

Thiết
bò
thám sát

Các
máy
quét

Các phương
tiện
đóa
từ
băng
từ

- Lưu trữ và quản lý dữ liệu: tổ chức liên
số dữ
liệu
Nhập
kết dữ liệu vò tríNhập
với
dữ
liệuliệu
về thuộc tính của
các đối tượng điạ lý tương ứng.
Hệ quản lý
Các
yêu
cầu
hỏi

đáp

Cơ sở dữ liệu đòa lý
Vò trí

Vò trí

Quan hệ không gian
Tính chất
cơ sở dữ liệu
18

Tìm kiếm

Biến đổi


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

- Biến đổi dữ liệu: gồm tác vụ khử sai số
của dữ liệu, cập nhật chúng (thay đổi tỉ lệ, đưa
vào hệ quy chiếu mới…) và thực hiện các phân
tích không gian cần thiết .
Biến đổi dữ liệu

Chỉnh sửa
cập nhật

Sử dụng và
phân tích

- Xuất & trình bày dữ liệu: đưa ra kết quả
phân tích tổng hợp số liệu dưới dạng bảng biểu,
bản đồ, hình vẽ.

Hiển thò và báo cáo

Thiết
bò
hiển
thò

Má
y
in

Bản đồ

Má
y
vẽ

Bảng

Các phương
tiện từ

Hình vẽ

- Việc chọn lựa phần mềm trang bò thường phụ

thuộc vào khả năng và nhu cầu cụ thể. Tuy nhiên,
vì mỗi phần mềm sẽ quản lý dữ liệu không gian
với format riêng nên để bảo đảm tính thông suốt,
19


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

tính mở của hệ, cần lưu ý khả năng nhận và
chuyển đổi các dữ liệu với format khác nhau cũng
như khả năng mở rộng của hệ.
- Dữ liệu: là thành phần quan trọng không
thể thiếu, quyết đònh cho việc thực hiện công viêc
của mỗi hệ. Người ta nhận thấy dữ liệu chiếm
đến trên 60% kinh phí của toàn hệ thống
Dữ liệu trong hệ GIS là dữ liệu đòa lý bao gồm
phần dữ liệu thuộc tính và phần dữ liệu
không gian được liên kết với nhau và có format
riêng tuỳ theo phần mềm cụ thể. Theo nội dung,
người ta chia dữ liệu trong hệ GIS thành:
-Dữ liệu nền: bao gồm các dữ liệu dùng
chung để đònh hướng: thông tin về toạ độ, thông tin
về thuỷ hệ, đòa hình, đòa giới, giao thông, dân cư…
-Dữ liệu chuyên đề: dữ liệu về một lãnh vực
đặc biệt.
Cần lưu ý đảm bảo chất lượng dữ liệu thể hiện
ở các tiêu chuẩn :
-

Tính chính xác

-

Tính đầy đủ

- Tính cập nhật
Tính mở (chuyển đổi được) – chuẩn format
thống nhất hệ toạ độ, có metadata
- Qui trình- Tổ chức :
- Các bước để thực hiện việc cập nhật, khai
thác dữ liệu, phương pháp thực hiện các bài toán
phân tích….
- Cơ chế hoạt động, phối hợp giữa các thành
phần, chia xẻ tài nguyên dữ liệu… để phát huy
tính hiệu quả của hệ nhằm đạt tới mục tiêu.
- Con người: là động lức chính để hệ hoạt
động. Con người trong hệ GIS là các chuyên viên
về GIS và cả trong các lãnh vực có liên quan.
- Nhóm Kỹ thuật viên: thao tác trực tiếp trên
các thiết bò phần mềm để thu thập, nhập, tổ
chức, lưu trữ và hiển thò theo yêu cầu của người
quản trò hay người sử dụng hệ thống.
20


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

- Nhóm chuyên viên GIS: sử dụng GIS để thực
hiện các bài toán phân tích, đánh giá, trợ giúp ra
quyết đònh mà nhóm những người sử dụng đặt ra.

Nhóm người này là trung gian của hai nhóm kia, để
nhận lấy yêu cầu của người sử dụng rồi phân
tích, thiết kế và đưa ra các yêu cầu cụ thể để
nhóm kỹ thuật viên thao tác.
- Nhóm người khai thác sử dụng: là những
người thuộc các lãnh vực chuyên môn khác nhau,
người lãnh đạo…. cần dùng GIS để giải quyết
những vấn đề chuyên môn cụ thể.
Cần lưu ý rằng các nhóm trên đây chỉ là sự
phân chia về mặt logic. Thực tế trong các hệ nhỏ,
cụ thể, có những người sẽ thực hiện cả hai hay ba
chức năng nêu trên.

TỔ CHỨC GIS
Chuyê
n viên
GIS

KỸ THUẬT VIÊN
GIS

CSDL
Trong

Người
sử
dụng
ngoài
CSDL

ngo
ài

Quản
lý
trong
tổ
chức

Nh
ập

Phâ
n tích

Quản
trò

Dữ
liệu
CSD
L

GIS

Xu
ất

Quản
lý CHỨC NĂNG CỦA HỆ GIS

4. CÁC
ngoài
4.1. Nhập Dữ Liệu
tổ chức
4.1.1. Ý niệm chung
21


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

Nhập dữ liệu là quá trình mã hóa dữ liệu thành
dạng có thể dùng trên máy tính và ghi dữ liệu vào
cơ sở dữ liệu (CSDL) GIS
Nhập dữ liệu là một công việc đòi hỏi thời gian
và công sức và kinh phí (giá thành xây dựng CSDL
ban đầu thường là 5 - 10 lần giá thành phần cứng
và phần mềm). Tuy nhiên, tạo một CSDL chính xác và
đầy đủ là một giai đoạn cần thiết và quan trọng đối
với việc vận hành hệ GIS. Dữ liệu lại sẽ được dùng
nhiều lần nên việc bỏ nhiều công sức, kinh phí là
điều hoàn toàn hợp lý và cần thiết.
Ta có thể chia việc nhập dữ liệu theo phương thức
nhập hay theo nguồn dữ liệu:
• Theo phương thức nhập
- Nhập từ bàn phím và nhập tọa độ (COGO - coordinate
geometry)
- Nhập từ bàn số hóa (digitizer)
- Nhập bằng máy quyét (scanner)
- Nhập trực tiếp từ các tập tin hiện hữu
- Nhập từ các thiết bò viễn thám

• Theo nguồn dữ liệu
- Nguồn tư liệu bản đồ
- Nguồn tư liệu viễn thám
- Nguồn dữ liệu đo đạc, điều tra thực tế
Các bản đồ
hiện có

Quan trắc đo
đạc ngoại
nghiệp

Bàn

Bàn

Các

phím/

số
hoá

tập
văn
bản

chuo
ät

Dữ liệu

viễn thám

Các
máy
quét

Các
phương
tiện đóa
từ

băng
Nhập
Ta giả sử rằng ta không
bò số
phu thuộc lắm
vào các
từ

liệu
thiết bò, nên để tiện lợi,
ta sẽ xem xét cách nhập
dữ liệu theo nguồn dữ liệu
liệu

4.1.2. Nhập dữ liệu theo các nguồn dữ

22

Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

4.1.2.a. Dữ liệu nguồn là bản đồ số
•
Quy trình :
- Kiểm tra chất lượng dữ liệu (độ chính xác, độ
phân giải…)
- Kiểm tra tính thích hợp (format dữ liệu, mức độ chi
tiết, tính cập nhật, tính tương thích về cơ sở toán)
- Thực hiện các chuyển đổi (toạ độ, lưới chiếu…)
nếu cần
- Cho hiển thò, chọn lựa và rút trích những yếu tố
cần thiết. Sử dụng bản đồ số có sẵn có thể ở
các mức độ khác nhau như:
+ Sử dụng trọn vẹn layer
+Chọn trích ra một số đối tượng trong layer đó
tuỳ theo yêu cầu
- Hòan chỉnh
•

Ví dụ trong MapInfo

- Yêu cầu: Giả sử ta có sẵn các dữ liệu số về TP.
Hồ Chí Minh: lớp sông (HCM_Song), lớp thể hiện
mạng lưới giao thông (HCM_Giaothong), lớp thể hiện
các quận- huyện trong TP (HCM_Quanhuyen) và lớp
thể hiện vò trí các UBND quận (HCM_UBND). Ta cần
xây dựng bản đồ vùng nội
thành TP. Hồ Chí Minh.
- Thực hiện:

+ Kiểm tra tính chính xác của dữ liệu (ranh giới
và tên gọi các quận , huyện có đúng không?
Đã cập nhật việc chia quận mới?)
+ Kiểm tra lưới chiếu, hệ toạ độ xem có khớp
vơiù yêu cầu không? Nếu không thì phải thực
hiện các chuyển đổi cần thiết.
+ Format dữ liệu: dùng cho phần mềm nào?
Nếu chưa phải là table thì thực hiện chuyển
đổi.
MapInfo cho phép chuyển đổi, lấy từ bên
ngoài các dữ liệu dạng .DXF (AutoCAD), .SHF
(ArcView), .DGN (MicroStation), ArcInfo E00 (dùng
Import table hay công cụ Universal Translator)
+ Open table HCM_Song, HCM_Giaothong, HCM_UBND,
HCM_quanhuyen
 Dùng lại HCM_Sông và HCM_Giaothong
23


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

.Click chọn các quận nội thành trên
HCM_quanhuyen
.Dùng lệnh Save Copy As -> đặt tên cho
table mới tạo ra gồm toàn các quận nội
thành HCM_quannoithanh
.Tương tự với table các UBND

giấy

* Lưu ý: có nhiều cách để trich chọn đối
tượng từ một layer. Cần lưu ý để việc
trích chọn được bảo toàn cả dữ liệu
không gian lẫn dữ liệu thuộc tính. Trong ví
dụ trên, ta không nên chọn và chép dữ
liệu cần lên lớp “Cosmetic” vì khi đó dữ
liệu thuộc tính sẽ không được bảo toàn
4.1.2.b. Dữ liệu nguồn là bản đồ

Đa số dữ liệu hiện nay là các bản đồ, sơ đồ
trên giấy. Muốn đưa vào sử dụng trong hệ GIS ta
cần phải qua một số thao tác nhập
•
Quy trình chung
- Kiểm tra chất lượng dữ liệu (độ chính xác, tỉ
lệ…)
- Kiểm tra tính thích hợp (tính cập nhật, tỉ lệ, lưới
chiếu)
- Số hóa bản đồ (chuyển dữ liệu từ dạng giấy
sang dạng số). Có thể có hai cách:
+ Dùng digitizer
+ Dùng scanner
* Lưu ý : việc lựa chọn cách thức số hoá phụ
thuộc vào
. Thiết bò hiện có
. Cấu trúc dữ liệu ta muốn có. Vì mỗi
phần mềm chỉ làm việc được với một cấu
trúc dữ liệu nhất đònh, nên tuỳ theo phần
mềm ta sử dụng, ta sẽ chọn cách nhập.
Nhập bằng Digitizer sẽ cho ra dữ liệu vector,

nhập bằng Scanner sẽ cho dữ liệu raster.(xem
thêm chi tiết ở 1.2.b.1 và 1.2.b.2) Ngoài ra
cũng cần lưu ý rằng ta có thể raster hoá
(chuyển từ vector sang raster) hoặc vector hoá
(chuyển từ raster sang vector) khi cần thiết
- Nhập dữ liệu thuộc tính đi kèm
- Kiểm tra & hòan chỉnh
24


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

4.1.2.b.1. Dùng Digitizer
* Mô tả: Digitizer ( bàn số hóa ) là thiết bò
gồm:
- Bàn số hóa- là một mặt cảm ứng từ có
kích thước theo khổ từ A4 đến A0, được kết nối
với máy vi tính
- Dụng cụ số hoá giống như con chuột, trên đó
có chữ thập để đònh vò chính xác vò trí đối
tượng cần số hóa và các phím điều khiển (4,
16 phím hoặc hơn) để thao tác.
* Phương thức vận hành :
- Đặt cố đònh bản đồ cần số hóa lên mặt
bàn số hóa
- Xác đònh các điểm khống chế (control point) –
nhập tọa độ các điểm khống chế ấy theo
đúng toạ độ trong bản đồ để vùng phạm vi
trong bản đồ sẽ trở thành có toạ độ chính
xác

- Nội dung bản đồ được nhập vào theo từng
lớp, theo thể điểm và thể polyline. Mỗi khi
nhấp chuột, tọa độ của điểm đang ở vò trí
chữ thập sẽ được ghi nhận và lưu trong máy
tínhõ -> dữ liệu được lưu trữ theo môhình vectorMỗi đối tượng được gán một số ID, các dữ
liệu thuộc tính của đối tượng sẽ được nhập
theo số ID này
*Các sai số có thể có :
- Sai số của bản thân bản đồ giấy
- Sai số do độ co giãn của giấy
- Sai số do quá trình bấm chuột (nhập tọa độ,
di chuột, các bước đi của chuột)

25


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

b.2. Dùng Scanner
* Mô tả:
- Scanner – máy quét có kích thước theo khổ từ
A4 đến A0, được kết nốivới máy vi tính.
- Có thể có dạng trống xoay hay dạng phẳng
với nguyên tắc cho dòch chuyển bộ cảm ứng
từ so với tờ bản đồ và ghi nhận lại giá trò
cấp độ xám của từng pixel (với máy quét
màu thì đây cũng là cấp độ của 3 thành
phần màu trong bộ RGB – Red: đỏ, Green: xanh
lá cây và Blue xanh nước biển).
* Phương thức vận hành:

- Đặt bản đồ cần số hóa lên mặt hay đưa
vào máy và cho thực hiện quét
- Độ chính xác của ảnh quét phụ thuộc độ
phân giải của máy (dpi)
- Nội dung bản đồ sẽ được lưu trữ theo mô
hình raster, không phân lớp.
* Các sai số có thể có:
- Sai số do bản đồ
- Sai số do co giãn giấy
- Sai số do độ phân giải
Ngày nay, trong các phần mềm đều có
công cụ chuyển đổi: chúng ta có thể chọn
tuỳ ý sau đó thực hiện các phép chuyển đổi
Nếu dữ liệu số hóa không có cấu trúc
phù hợp với phần mềm GIS ta đang sử dụng thì
phải tiến hành chuyển đổi :
Raster - > Vector : Vector hóa
Vector -> Raster : Raster hóa

•

Ví dụ trong MapInfo

- Yêu cầu: ta có một sơ đồ đường dây điện
được vẽ trên bản đồ đòa hình tỉ lệ 1:10.000. Ta cần
đưa nội dung đường dây điện này vào máy trong
phần mềm MaoInfo
•
- Thực hiện:
+ Kiểm tra độ chính xác và tính thích hợp của

bản đồ
+ Chọn phương thức số hoá: Vì MapInfo thao tác
với dữ lệu có cấu trúc vector nên ta cần xây
dựng dữ liệu đường dây điện ở dạng vector
+ Nếu dùng digitizer:
. Cố đònh bản đồ trên bàn số hóa
26


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

. Sử dụng MapInfo để số hóa trực tiếp hay
dùng một phần mềm trung gian – ví dụ AutoCAD.
. Nhập các toạ độ điểm khống chế: trên
bản đồ đòa hình, ta có thể dùng giao
điểm các lưới kilomet ở 4 góc là những
điểm có toạ độ chính xác.
. Dùng công cụ vẽ polyline để di chuyển
theo và nhập từng đoạn dây.
. Nếu sử dụng phần mềm bên ngoài
MapInfo thì sau khi số hóa phải chuyển về
đònh dạng của MapInfo (import file)
+ Nếu dùng Scanner:
. Đặt bản đồ vào máy và cho quét ảnh
với độ phân giải phù hợp (trong trường
hợp cụ thể của ta, vì đối tượng quan tâm
chỉ là các đường dây điện nên không
cần quét với độ phân giải quá cao – Ví
dụ 150 dpi là đủ)
. Kết quả quét ảnh cho ta một hình bản

đồbitmap (cấu trúc raster). Để sử dụng
trong MapInfo, ta phải tiến hành vector hóa:
- Mở ảnh và đăng ký ảnh : Open file
ảnh và yêu cầu đăng ký (Register). Khi
đăng ký, cần lưu ý chọn lưới chiếu
phù hợp. Dùng các điểm ta có toạ độ
chính xác trên bản đồ (ví dụ giao điểm
các đường kilomet) để đăng ký ảnh.
- Dùng công cụ vẽ polyline để di chuyển
theo từng đường dây và tạo ra một
table đường dây riêng. Table này sẽ có
lưới chiếu theo lưới chiếu đã chọn khi
đăng ký ảnh.
+ Sau khi nhập dữ liệu không gian, tiến hành
nhập các dữ liệu thuộc tính đi kèm tương ứng
4.1.2.c. Nguồn dữ liệu đo đạc, điều tra thực tế
•
Ý niệm: Trong thực tế, noài các dữ liệu bản
đồ có sẵn, ta còn có thể có những dữ liệu do đo
đạc, điều tra thực tế như :
-Đo đạc tọa độ (máy kinh vó, tòan đạc điện tử,
GPS…). Ví dụ toạ độ các trụ điện, chiều dài và
hướng của đường dây…
-Đo đạc độ cao
27


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

-Đo, quan trắc các thuộc tính. Ví dụ chiều dài

dây, chiều cao trụ, số dây mắc vào trụ…
-Điều tra, thống kê. Ví dụ các chỉ số điện kế
-V.v..
Quy trình nhập
- Từ các số liệu về toạ độ, số liệu đo đạc, ta
xây dựng được các dữ liệu không gian
- Từ các số liệu thống kê, quan trắc… ta nhập
vào dữ liệu thuộc tính.
Việc quyết đònh nhập dữ liệu không gian hay
thuộc tính trước phụ thuộc vào đặc điểm số liệu
hiện có. Điều quan trọng là phải đảm bảo mối
liên kết giữa hai thành phần cho từng đối
tượng
* Lưu ý: các kết quả đo đạc, quan trắc, điều tra
thực đòa có thể được lưu trữ sẵn ở dạng số (file
trong toàn đạc điện tử, file bảng tính…. Khi đó ta có
thể chuyển trực tiếp các file này vào mà không
cần gõ thủ công. Ví dụ, MapInfo có thể lấy các
dữ liệu thuộc tính có đònh dạng .XLS (Excel), .DBF
(Foxbase), .MDB (Access), .TXT (văn bản ASCII)…
Toạ độ

Đối tượng không

Các giá trò
thống kê

,

số

liệu

Giá trò thuộc tính

gian

Đảm bảo mối liên kết
Ví dụ 1:
Sau khi đo đạc, ta được một bảng sốliệu vê toạ
độ của các trung tâm điều hành chi nhánh
đện lực sau

28


Bản đồ và Kỹ thuật xây dựng bản đồ số bằng chương trình MapInfo

Tạo một table mới (New table), chọn lưới chiếu
phù hợp và xây dựng cấu trúc dữ liệu bảng
(xác đònh các field cần thiết)
- Nhập lần lượt dữ liệu thuộc tính vào bảng
mới tạo (Dùng New Row để có hàng mới) hay
lấy dữ liệu vào nếu nó đã là file
- Dùng lệnh “Create point”, chọn ký hiệu thể
hiện cho đối tượng và yêu cầu lấy dữ liệu
cột X để làm toạ độ X, dữ liệu cột Y để làm
toạ độ Y cho các điểm cần chấm lên bản
đồ .
- Sau khi create, ta sẽ có các điểm trên bản đồ

một cách tương ứng
Ví dụ 2: Ta cần cập nhật dữ liệu: vẽ thêm
đường dây vừa kéo lên bản đồ hệ thống dây
sãn có.
Thực hiện:
- Mở table đường dây và các lớp dữ liệu khác
làm nền để hỗ trợ đònh vò.
- Tuỳ theo dữ liệu có (cho toạ độ hai đầu dây,
cho vò trí cột điện, chiều dài dây v.v…) ta dùng
công cụ vẽ polyline để vẽ đướng dây mới.
- Mở bảng browser của table đường dây, ta sẽ
thấy có một hàng mới được tạo ra trong bảng
browser. Kiểm tra tính liên kết.
- Nhập dữ liệu thuộc tính của đường dây vào
bảng browser
-

4.1.2.d. Nguồn dữ liệu viễn thám
29