Bài giảng: Ứng dụng GIS (Applied GIS)

Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN

BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN

Bài giảng:

Ứng dụng GIS
(Applied GIS)

KS. Nguyễn Duy Liêm
Điện thoại: 0983.613.551
Email:
1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN

BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN

Phương pháp ứng dụng GIS

Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

2


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Nội dung


Nhận diện vấn đề địa lý



Cách tiếp cận địa lý- GIS trong giải quyết vấn đề



Quy trình ứng dụng GIS giải quyết vấn đề



Phạm vi ứng dụng của GIS



Các ứng dụng GIS điển hình
 Môi
 Tài

trường: không khí, rác/ chất thải, DTM

nguyên thiên nhiên: đất đai, đa dạng sinh học, mảng xanh/ rừng

 Thiên

tai: cháy rừng, hạn hán, lũ lụt, xâm nhập mặn

 Giao

thông: xe buýt, hạ tầng giao thông, an toàn giao thông

 Kinh

tế: nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ

3


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Định nghĩa vấn đề


Vấn đề là gì?



Bài toán
Câu hỏi
Thách thức
Cơ hội

Vấn đề địa lý là gì?

Trưa nay ăn gì?

Vấn đề
Đối tượng
Không gian
Thời gian

Suy nghĩ

Giải pháp
Phiến diện
Toàn diện

Trưa nay ăn ở đâu?
4


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Thế giới hiện nay: Nhiều vấn đề >< Thay đổi tiếp cận
Gia tăng

dân số

An ninh
quốc
phòng

Nóng lên
toàn cầu

Vấn đề
Suy giảm
đa dạng
sinh học

Xung đột
xã hội
Tài
nguyên
khan hiém

Chúng ta cần thay đổi, cần cách tiếp cận mới!
5


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Cách tiếp cận địa lý- GIS


Suy nghĩ và giải quyết vấn đề trên cơ sở tích hợp thông
tin địa lý.



Tạo ra kiến thức địa lý thông qua thu thập, tổ chức dữ
liệu, phân tích, mô phỏng các quá trình khác nhau và mối
quan hệ giữa chúng diễn ra trên Trái Đất.
Phương pháp
Thu thập
Tổ chức
Phân tích
Mô phỏng

Ứng dụng
Quy hoạch
Thiết kế
Quản lý
Ra quyết định

Kiến thức địa lý
Tổng thể
Toàn diện
Hệ thống
Phân tích
Trực quan

6

Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Cách tiếp cận địa lý- GIS


GIS cung cấp công cụ, phương pháp, quy trình giúp cải
thiện quá trình giải quyết vấn đề địa lý.
Tích hợp

Thu thập
dữ liệu

Lưu trữ
dữ liệu

Phân tích
dữ liệu

Hiển thị
dữ liệu
Phân tích
không gian
Liên kết

Hành động
• Ra quyết định tốt hơn
• Hiệu quả cao hơn

(tiền bạc, thời gian, nguồn lực)
• Giao tiếp hữu hiệu hơn
7


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Cách tiếp cận địa lý- GIS


5 bước giải quyết vấn đề
 HỎI

(câu hỏi địa lý): xác định cụ thể, định
lượng vấn đề cần giải quyết dưới dạng nêu
câu hỏi địa lý như Nó là gì? Nó ở đâu?...

HỎI
(câu hỏi
địa lý)

 Who?  Ai? | Which? What?  Cái gì?
 Whom?  Của ai? | Where?  Ở đâu?
 When?  Khi nào? | Why?  Tại sao?
 How?  Như thế nào?


Bí kíp



Chia vấn đề lớn thành nhiều vấn đề nhỏ.



Sắp xếp các vấn đề theo trình tự (logic:
độc lập/ phụ thuộc, thời gian).



Đặt câu hỏi (mục tiêu/ kết quả kì vọng)
cho từng vấn đề.



HÀNH
ĐỘNG
(kiến thức
địa lý)
PHÂN
TÍCH
(thông tin
địa lý)

Mục tiêu

THU
THẬP
(dữ liệu

địa lý)

KHÁM
PHÁ
(dữ liệu
địa lý)

Nhận diện đối tượng, khu vực,
thời gian nghiên cứu.
8


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Bài tập 1


Chọn chủ đề nghiên cứu: đối tượng, khu vực, thời gian nghiên cứu






Du lịch, Tp. Hồ Chí Minh, hiện tại

Nhận diện các vấn đề nghiên cứu có liên quan


1- Ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến số lượng du khách đến Tp. Hồ Chí Minh
trong mùa hè



2- Phát triển du lịch sinh thái (DLST) tại thành phố, tập trung tại Cần Giờ, Củ Chi



3- Phát triển du lịch trên sông cho khách du lịch trong nước cũng như nước ngoài

Lựa chọn 1 hoặc một vài vấn đề nghiên cứu quan tâm, xác định mục
tiêu nghiên cứu (câu hỏi cần trả lời, có ứng dụng GIS)


1- Cần diện tích cây xanh tối thiểu là bao nhiêu để đảm bảo duy trì chất lượng
không khí tại thành phố ở ngưỡng cho phép?



2.1- Có thể phát triển DLST tại khu vực nào, ở mức độ ra sao tại thành phố?



2.2- Cần phát triển cơ sở hạ tầng tại đâu với quy mô ra sao mới thúc đẩy phát triển
DLST tại thành phố?



2.3- WebGIS quảng báo DLST tại thành phố cần có những chức năng gì?



3- Lộ trình nào là tối ưu cho du lịch trên sông tại thành phố?
9


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Cách tiếp cận địa lý- GIS


5 bước giải quyết vấn đề
 THU

THẬP (dữ liệu địa lý): xác định, thu thập
dữ liệu địa lý phục vụ cho giải quyết vấn đề.
 Tên gọi: địa hình, GDP, dân số,…
HÀNH
 Định dạng: bản đồ, số liệu, hình ảnh, tài liệu,…
ĐỘNG
 Không gian: hành chính, lưu vực,…
(kiến thức
địa lý)
 Thời gian: thời điểm/ thời kì, tần suất,…

 Tính sẵn có: đã có/ chưa có, có phí/ miễn phí.

HỎI Mục tiêu
(câu hỏi
THU
địa lý)
THẬP
(dữ liệu
địa lý)

Số lượng,

KHÁM

PHÂN chất lượng PHÁ

TÍCH
(dữ liệu
(thông tin
 Bí kíp
địa lý)
địa lý)
 Bản đồ địa hình, sử dụng đất, địa chính  Bộ/ Sở/ Phòng Tài nguyên Môi trường
 Nguồn gốc: sơ cấp/ thứ cấp.



Bản đồ thổ nhưỡng  Bộ/ Sở/ Phòng Nông nghiệp & PTNT



Số liệu khí tượng thủy văn (KTTV)  Đài KTTV khu vực/ tỉnh, thành



Niên giám thống kê  Tổng cục/ Cục/ Chi cục Thống kê
10


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Cách tiếp cận địa lý- GIS


5 bước giải quyết vấn đề
HỎI
(câu hỏi
địa lý)

 KHÁM

PHÁ (dữ liệu địa lý): kiểm tra mức độ
phù hợp, đáp ứng của dữ liệu cho giải quyết
vấn đề.
 Thuộc tính: dư/ đầy đủ/ thiếu.

HÀNH
ĐỘNG
 Không gian: tọa độ, topology, mô hình dữ liệu.

(kiến thức
 Liên kết: dữ liệu GIS hay chưa.
địa lý)


Bí kíp


Sử dụng định dạng chuẩn cho tất cả dữ liệu GIS.



Chuyển tất cả dữ liệu GIS về cùng hệ tọa độ.



Nếu dữ liệu thu thập chưa đáp ứng yêu cầu, có thể
quay lại bước thu thập dữ liệu.

THU
THẬP
(dữ liệu
địa lý)

Số lượng,
chất lượng

PHÂN
TÍCH
(thông tin

địa lý)

KHÁM
PHÁ
(dữ liệu
địa lý)

11


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Bài tập 2


Cho nghiên cứu ứng dụng GIS giám sát hạn hán thời gian
thực tại Việt Nam ( />


Xác định dữ liệu đầu
vào của nghiên cứu?


Tên gọi: địa hình, GDP,
dân số,…



Định dạng: bản đồ, số
liệu, hình ảnh, tài liệu,…



Không gian: hành chính,
lưu vực,…



Thời gian: thời điểm/ thời
kì, tần suất,…



Tính sẵn có: đã có/ chưa
có, có phí/ miễn phí.



Nguồn gốc: sơ cấp/ thứ
cấp.
12


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Cách tiếp cận địa lý- GIS



5 bước giải quyết vấn đề
HỎI
(câu hỏi
địa lý)

 PHÂN

TÍCH (thông tin địa lý): Xác định cách
giải quyết vấn đề và thực hiện phân tích GIS.
 Phân tích, thống kê không gian.

 Mô hình hóa, tối ưu hóa.
 Viễn thám.
 Lập trình GIS, WebGIS, ứng dụng.


HÀNH
ĐỘNG
(kiến thức
địa lý)

Bí kíp


Có thể sử dụng 1 hay nhiều phương pháp để giải
quyết vấn đề.



Khi ứng dụng GIS vào lĩnh vực nào, cần tìm hiểu
kiến thức, phương pháp được sử dụng trong lĩnh
vực đó.

THU
THẬP
(dữ liệu
địa lý)

Phương
pháp

PHÂN
TÍCH
(thông tin
địa lý)

KHÁM
PHÁ
(dữ liệu
địa lý)

13


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Bài tập 3


Cho nghiên cứu ứng dụng GIS giám sát hạn hán thời gian
thực tại Việt Nam ( />


Xác định phương
pháp nghiên cứu?
 Phân

tích, thống kê
không gian.

 Mô

hình hóa, tối ưu hóa.

 Viễn

thám.

 Lập

trình GIS, WebGIS,
ứng dụng.

14

Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Cách tiếp cận địa lý- GIS


5 bước giải quyết vấn đề
HỎI
(câu hỏi
địa lý)

 HÀNH

ĐỘNG (kiến thức địa lý): Trình bày
kết quả nghiên cứu đến người sử dụng/ quan
tâm đến nghiên cứu.
 Bản đồ, báo cáo, bảng biểu
 Âm thanh, hình ảnh, đoạn phim
 Infographic (đồ họa + thông tin)



HÀNH
ĐỘNG
(kiến thức
địa lý)

Bí kíp


Có thể sử dụng 1 hay nhiều phương thức để trình
bày kết quả.



Tùy đối tượng khác nhau mà điều chỉnh kết quả
trình bày tương ứng (đơn giản/ phức tạp, khái quát/
cụ thể,…).



Từ kết quả nghiên cứu, có thể sản sinh ra các vấn
đề mới cần giải quyết.

PHÂN
TÍCH
(thông tin
địa lý)

THU
THẬP
(dữ liệu
địa lý)

KHÁM
PHÁ
(dữ liệu
địa lý)

15


16


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Bài tập 4


Cho nghiên cứu ứng dụng GIS giám sát hạn hán thời gian
thực tại Việt Nam ( />


Xác định kết quả
nghiên cứu?
 Bản

đồ, báo cáo,
bảng biểu

 Âm

thanh, hình ảnh,
đoạn phim

 Infographic

17


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Cách tiếp cận địa lý- GIS
Sự tương đồng giữa báo cáo khoa học với cách tiếp cận GIS
Đối tượng nghiên cứu
Tổng quan
Khu vực nghiên cứu
tài liệu
Phương pháp nghiên cứu
HỎI
(câu hỏi
địa lý)

Kết luận,
kiến nghị
Kết luận
Kiến nghị

HÀNH
ĐỘNG
(kiến thức
địa lý)

Kết quả,

thảo luận
Kết quả
Thảo luận

PHÂN
TÍCH
(thông tin
địa lý)

Giới thiệu

Đặt vấn đề
Mục tiêu nghiên cứu

THU
THẬP
(dữ liệu
địa lý)

KHÁM
PHÁ
(dữ liệu
địa lý)

Thu thập dữ liệu

Dữ liệu,
phương pháp
Phương pháp nghiên cứu
18

Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Quy trình ứng dụng GIS giải quyết vấn đề








Đặt câu hỏi


Xem xét trọng tâm của vấn đề như cái gì đang xảy ra? tại sao nó xảy ra? cần làm gì? làm
như thế?



Đặt các câu hỏi địa lý có liên quan, như ở đâu, tại sao.

Thực hiện phân tích


Thu thập, xử lý, khám phá dữ liệu GIS nhằm đánh giá khả năng trả lời câu hỏi.



Phân tích dữ liệu để rút ra thông tin cần thiết hỗ trợ cho việc trả lời câu hỏi.



Xử lý, trình bày kết quả dưới dạng đồ họa nhằm đảm bảo tính thú vị, hữu ích.

Giải thích kết quả


Nhận diện mô hình phân bố trên bản đồ, hoặc giữa các bản đồ với nhau. Từ đó, suy đoán
về các quá trình tạo ra các mô hình phân bố (không gian, thời gian)



Phân tích độ nhạy của kết quả (nếu thay đổi dữ liệu, phương pháp thì kết quả có thay đổi
không). Ngoài ra, nhấn mạnh điểm mới lạ/ độc đáo của dữ liệu, phương pháp.



Đánh giá mức độ trả lời câu hỏi từ kết quả. Phân tích ý nghĩa của kết quả (phát hiện
khoa học, ý nghĩa thực tiễn).

Ra quyết định




Từ kết quả đạt được, có thể hành động (thực hiện giải pháp, tạo cơ hội, hoặc khắc phục

tồn tại) hoặc không cần (khi mục tiêu nhằm cung cấp hiểu biết sâu sắc hơn).

Chia sẻ kết quả


Xác định các đối tượng sẽ được hưởng lợi từ kết quả nghiên cứu. Trình bày trực quan
kết quả dưới dạng bản đồ, đồ thị, biểu đồ.



Chọn phương thức chia sẻ đơn giản, hiệu quả như WebGIS, ứng dụng GIS nhằm cung
cấp hiểu biết sâu sắc hơn, đồng thời thu nhận phản hồi từ người dùng.

19


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Phạm vi ứng dụng của GIS


GIS được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới
 Trong

nhiều ngành, lĩnh vực, tổ chức

20

Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Ứng dụng quản lý môi trường: Không khí


Dự báo môi trường toàn cầu (không khí, đại dương)
 />
|
/>
21


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Ứng dụng quản lý môi trường: Không khí


Mô phỏng chỉ số bụi mịn bằng ảnh vệ tinh tại Việt Nam
 :8080/apom-beta/web/
 Đầu

vào: ảnh vệ tinh MODIS Terra, MODIS Aqua và Suomi NPP.

 Phương

pháp: tính thông số bụi mịn PM2.5 , chuyển đổi từ PM2.5 về chỉ
số chất lượng không khí AQI theo tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế.

 Đầu

ra: AQI hàng ngày/tuần/tháng/quý

22


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Ứng dụng quản lý môi trường: Rác, chất thải


Hệ thống rác thải tại tỉnh Thừa Thiên- Huế


/>3298CD2132256D9CE35D49868B92E84294B9ACF1674F221351935FCEE22AD7697DE9AA1F1CB
7A0155B0D2A91D205DD426F087E47C67AB89F65BB16158DC43C908AEEF7DB21B549E3E

23


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Ứng dụng quản lý môi trường: Rác, chất thải


Quản lý chất thải công nghiệp tỉnh Quảng Ninh
 />
(tên người sử

dụng: khach, mật khẩu: khach)

24


Copyright © 2016 |

Ứng dụng GIS

Ứng dụng quản lý môi trường: DTM


Dự báo tổng hợp tác động môi trường do ô nhiễm không khí tại khu
công nghiệp Minh Đức- Bến Rừng, Thủy Nguyên, Hải Phòng
 />Rủi ro ô nhiễm do 4 yếu tố TSP, NOx, CO và O3
vào mùa gió đông bắc năm 2020

25