CÔNG NGHỆ GIS.doc

Báo cáo khoa hoc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
*******
BÁO CÁO KHAO HỌC
Đề bài:
CÔNG NGHỆ GIS
GV Hướng dẫn: TS. Nguyễn Vũ Quốc Hưng
SV Thực hiện: Nguyễn Trọng Tư –K54C
Hà Nội 04/2008
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
1
Báo cáo khoa hoc
MỤC LỤC
Trang
Bảng từ viết tắt và các thuật ngữ sử dụng ........................................................................................ 4
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................................... 5
Chương 1
GIỚI THIỆU VỀ GIS ......................................................................................................................... 7
1.1. GIS là gì? .......................................................................................................................................... 7
1.2. Các thành phần cấu thành của GIS ............................................................................................... 7
1.3. Nền tảng GIS ................................................................................................................................... 8
1.3. GIS quản lý các tập hợp thông tin địa lý ....................................................................................... 9
1.3.1. Tạo bản đồ và mô hình cầu trái đất .............................................................................................................. 9
1.3.2. Các tập hợp dữ liệu ....................................................................................................................................... 9
1.3.3. Xử lý và làm mẫu luồng công việc ............................................................................................................. 10
1.3.4. Làm mẫu dữ liệu ......................................................................................................................................... 10
1.3.5. Siêu dữ liệu ................................................................................................................................................. 10
1.4. Hệ thống thông tin địa lý thông minh .......................................................................................... 10
1.5. Ba cách hiển thị của GIS ............................................................................................................... 13

1.5.1. Cách hiển thị CSDL: .................................................................................................................................. 14
1.5.2. Hiển thị trực quan địa lý ảo ........................................................................................................................ 19
1.5.3. Hiển thị mô hình ......................................................................................................................................... 23
1.6. Xây dựng các yếu tố hình học GIS ............................................................................................... 26
1.6.1. Giới thiệu các yếu tố hình học GIS ............................................................................................................ 26
1.6.2. Các yếu tố hình học của GIS ...................................................................................................................... 28
1.6.3. Thực thi vật lý tiêu chuẩn ........................................................................................................................... 30
1.6.4. Thực thi vật lý thay thế ............................................................................................................................... 35
Chương 2
DỮ LIỆU ĐỊA LÝ .............................................................................................................................. 41
2.1. Các khái niệm về dữ liệu bản đồ và dữ liệu GIS ......................................................................... 42
2.1.1. Các hệ toạ độ và phạm vi bản đồ ................................................................................................................ 42
2.1.2. Dữ liệu Raster và Vector ............................................................................................................................ 44
2.1.3. Bản đồ cơ sở và các lớp dữ liệu theo chủ đề .............................................................................................. 45
2.1.4. Khai thác liệu GIS, tiếp cận và phân phối .................................................................................................. 46
2.2. CSDL địa lý .................................................................................................................................... 47
2.2.1. GIS với các loại tệp dữ liệu và hệ quản trị CSDL quan hệ ........................................................................ 47
2.2.2. Hỗ trợ các định dạng dữ liệu ...................................................................................................................... 48
2.3. Siêu dữ liệu và GIS ........................................................................................................................ 49
2.3.1. Siêu dữ liệu là gì? ....................................................................................................................................... 49
2.3.2. Tại sao siêu dữ liệu quan trọng đối với GIS? ............................................................................................. 51
2.3.3. Các ứng dụng GIS hỗ trợ siêu dữ liệu như thế nào? .................................................................................. 53
2.4. Quản trị dữ liệu ............................................................................................................................ 57
Kết luận ............................................................................................................................................... 58
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
2
Báo cáo khoa hoc
LỜI CẢM ƠN
.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khao Công nghệ thông tin,

trong chuyên ban Khoa học máy tính, đặc biệt là thầy Nguyễn Vũ Quốc Hưng đã
tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt thời gian làm báo cáo khoa học
Do trình độ và thời gian có hạn nên trong quá trình thực hiện đề tài không
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ý kiến
của quý thầy cô giáo và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
3
Báo cáo khoa hoc
Bảng từ viết tắt và các thuật ngữ sử dụng
Các thuật ngữ, các cụm từ viết tắt Chú giải
CAD Computer Aided Design
CSDL Cơ Sở Dữ Liệu
ESRI Environmental Systems Research Institute
FGDC Federal Geographic Data Committee
GIS Geography Information System
GML Geography Markup Language
GSDI Global Spatial Data Infrastructure
ISO International Organization for Standardization
LAN Local Area Network
NSDI National Spatial Data Infrastructure
SDI Spatial Data Infrastructure
SOAP Simple Object Access Protocol
SANs Storage Area Networks
TINs Triangulated Irregular Networks
UDDI Universal Description, Discovery, and Integration
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
4
Báo cáo khoa hoc
WAN Wide Area Network

WFS Web Feature Service
WMS Web Map Service
WSDL Web Services Description Language
XML Extensible Markup Language

MỞ ĐẦU
Khoa học ngày nay ngày càng phát triển kéo theo đó nhu cầu tìm hiểu về khoa học,
về công nghệ và về thế giới ngày càng tăng cao.
Việc tìm hiểu về thế giới xung quanh là sự tò mò cũng như là niềm mơ ước của bao
nhiêu người. Người ta có nhiều cách để khám phá thế giới như đi du lịch, thể thao thám
hiểm, xem ti vi, hoặc biến thế giới trở thành một mô hình nhỏ nằm bên trong hệ thống máy
tính để con người có thể xem chi tiết tất cả các vấn đề về địa lý, về thời tiết, địa hình, sông
ngòi, hay chỉ đơn giản là đi du lịch qua màn ảnh vi tính các mô hình sống động dựa trên thế
giới thực trên màn ảnh máy vi tính. Công nghệ ngày nay phát triển đã biến những điều đó
trở thành hiện thực và không đâu khác đó chính là công nghệ GIS một công nghệ mô phỏng
thế thới thông tin địa lý một cách khoa học, chính xác và có hệ thống.
Để làm được những điều trên đây, một bài toán lớn đặt ra là việc thu thập và xử lý
dữ liệu địa lý một cách chính xác và cập nhật thường xuyên. Công việc tiếp theo là mô hình
hoá các dữ liệu đó, xử lý và biểu diễn chúng trên các ứng dụng điện tử cũng như trên các
dịch vụ Web.
Ngày nay, có rất nhiều tổ chức nghiên cứu và đi sâu định hướng vào việc phát triển
các mô hình địa lý thế giới dựa trên công nghệ GIS và các dịch vụ liên quan. Vì vậy nghiên
cứu về công nghệ thông tin địa lý nói chung và công nghệ GIS nói riêng đang là một xu
hướng tất yếu của khoa học ngày nay. Nó mang lại nhiều tiềm năng về khoa học cũng như
các lợi ích về kinh tế, văn hóa, xã hội, cũng như nhiều mặt khác của một đất nước cũng như
của toàn thể thế giới.
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
5
Báo cáo khoa hoc
Các ứng dụng của công nghệ GIS có hai loại chủ yếu đó là các phần mềm và các

dịch vụ Web. Các phần mềm dựa trên GIS có nhiệm vụ chủ yếu là xử lý thông tin địa lý và
biểu diễn mô hình hoá về bản đồ, về địa hình, khí hậu, thiên tai, khoáng sản…của tất cả các
vùng, các quốc gia, các châu lục, các đại dương và toàn cầu. Các dịch vụ ứng dụng trên
công nghệ GIS chủ yếu là các dịch vụ Web xử lý các yêu cầu về địa lý, cung cấp các thông
tin về địa lý với nền Web nhúng các ứng dụng công nghệ GIS hỗ trợ xử lý.
Với tính cấp thiết và những ứng dụng cũng như lợi ích từ công nghệ GIS mang lại,
nội dung của khoá luận chủ yếu tập trung vào các vấn đề mang tính cơ bản của một hệ
thống thông tin địa lý, tập thu thập và tổng hợp thông tin, sự xử lý thông tin và biểu diễn
thông tin của hệ thống đó. Và đối tượng nghiên cứu cuối cùng của khoá luận này là môi
trường truyền thông của các mạng địa lý cũng như các mạng ứng dụng công nghệ GIS, các
dịch vụ Web dựa trên công nghệ GIS.
Với cơ sở hạ tầng về kinh tế, xã hội cũng như về khoa học, công nghệ, truyền
thông…thì việc tất yếu phải có một hệ thống ứng dụng GIS để quản lý các tài nguyên và
ứng dụng địa lý là một bước ngoặt hết sức quan trọng thúc đẩy những lợi ích xã hội và kinh
tế của nước ta nói riêng và của thế giới nói chung. Và để làm được điều đó, trước tiên
chúng ta phải làm quen dần với công nghệ GIS và các ứng dụng cũng như dịch vụ dựa trên
công nghệ này, sau đó là sự triển khai vào thực tế.
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
6
Báo cáo khoa hoc
Chương 1
GIỚI THIỆU VỀ GIS
1.1. GIS là gì?
GIS là hệ thống thông tin địa lý, là công cụ máy tính bao gồm tập hợp phần cứng,
phần mềm máy tính và dữ liệu địa lý nhằm chụp hình, quản lý, phân tích và hiển thị tất cả
các dạng của thông tin liên quan đến địa lý.
G, I, và S
• G: geographic – thuộc địa lý:
– Dữ liệu không gian
– Các thành phần liên quan đến địa lý.

• I: information – thông tin:
– Cơ sở dữ liệu
– Hiển thị thông tin
• S: systems – Các hệ thống
– Người sử dụng
– Phần cứng
– Phần mềm
1.2. Các thành phần cấu thành của GIS
 Phần cứng – Hardware
 Phần mềm – Software
 Dữ liệu - Data
 Con người - People
 Các phương thức - Methods
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
7
Báo cáo khoa hoc
Hình 1.1 Các thành phần của GIS
1.3. Nền tảng GIS
Các yêu cầu GIS tác dụng như thế nào để phần mềm GIS được xây dựng và sử
dụng. GIS, giống như các công nghệ thông tin khác, phải được thực thi trong một phương
thức đơn giản cho phép các ứng dụng hỗ trợ các luồng công việc của mỗi tổ chức và các
yêu cầu thương mại. Điều này đã được hoàn thành bằng việc cung cấp một nền tảng phần
mềm chung để cung cấp các hỗ trợ đầy đủ cho các loại đầy đủ các yếu tố tri thức địa lý như
là các công cụ đầy đủ cho việc quản lý dữ liệu, chỉnh sửa, phân tích, và hiển thị.
Trong bối cảnh như vậy, phần mềm GIS có thể ngày càng tăng lên đối với cơ sở hạ
tầng công nghệ thông tin thu thập rộng rãi, và các hệ thống nhiều người sử dụng phức tạp.
Hình 1.2 Nền tảng GIS
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
8
Báo cáo khoa hoc

Một nền tảng GIS phải được cung cấp tất cả các khả năng cần thiết để hỗ trợ các
tầm nhìn mở rộng.
 CSDL địa lý lưu trữ và quản lý tất cả các đối tượng địa lý
 Một mạng dựa trên Web phân phối việc quản lý và chia sẻ thông tin địa lý
 Các ứng dụng máy bàn và máy chủ cho:
o Biên dịch dữ liệu
o Truy vấn thông tin
o Phân tích và xử lý địa lý không gian
o Sản phẩm thuộc bản đồ học
o Hiển thị hình ảnh trực quan và khai thác các hình ảnh
o Quản lý dữ liệu GIS
 Mô đun hoá các thành phần phần mềm (các động cơ) để nhúng vào GIS một
cách logic trong các ứng dụng khác và xây dựng các ứng dụng khách hàng
 Các dịch vụ thông tin địa lý cho nhiều lớp và tập trung nhiều hệ thống GIS
 Một nền tảng GIS tổng cho thấy tất cả các yêu cầu địa lý
1.3. GIS quản lý các tập hợp thông tin địa lý
GIS quản lý, phân tích và hiển thị về lĩnh vực địa lý mà được biểu diễn sử dụng một
chuỗi các tập hợp thông tin. Các tập hợp thông tin đó bao gồm:
1.3.1. Tạo bản đồ và mô hình cầu trái đất
Các hiển thị tương tác của dữ liệu địa lý để trả lời nhiều câu hỏi, các kết quả hiện
hữu, và sử dụng nhưn là một bảng hiển thị cho công việc thực tế. Tạo bản đồ mà mô hình
cầu trái đất cung cấp các ứng dụng nâng cao của GIS cho việc tương tác với các dữ liệu địa
lý.
1.3.2. Các tập hợp dữ liệu
Các tệp cơ sở và các cơ sở dữ liệu của thông tin địa lý như là các tính năng, các
mạng, các mô hình, các địa vật, các bề mặt và các tính chất.
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
9
Báo cáo khoa hoc
1.3.3. Xử lý và làm mẫu luồng công việc

Tập hợp các thủ tục xử lý địa lý cho việc tự động và lặp lại một số công việc cho
việc phân tích.
1.3.4. Làm mẫu dữ liệu
Các tập hợp dữ liệu GIS nhiều hơn là các bảng hệ quản lý CSDL. Chúng kết hợp các
hành vi tiên tiến và sự toàn vẹn như các hệ thống thông tin khác. Lược đồ làm mẫu dữ liệu,
hành vi, tính toàn vẹn của các tập hợp dữ liệu địa lý.
1.3.5. Siêu dữ liệu
Các tài liệu miêu tả các yếu tố khác. Một lô các tài liệu cho phép mọi người sử dụng
tổ chức, khám phá tăng cường truy nhập để nhận thức về không gian địa lý được chia sẻ.
1.4. Hệ thống thông tin địa lý thông minh
Về mặt lịch sử, con người đã học được các kiến thức, các quy tắc và chia sẻ nó qua
nhiều dạng trừu tượng. Chúng ta đã tiếp tục diễn tả các kinh nghiệm của con người và tập
hợp các hiểu biết để sử dụng những sự trừu tượng này để tổng hợp vào cho kho tàng kiến
thức lớn hơn. Những sự trừu tượng, như là chữ, chữ tượng hình, ngôn ngữ, toán học, âm
nhạc và nghệ thuật, vẽ, tạo hình và tạo bản đồ…được sử dụng để ghi lại và truyền thông
với nền văn minh và văn hoá của chúng ta từ đời này sang đời khác.
Hình 1.3 Trừu tượng thế giới
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
10
Báo cáo khoa hoc
Là con người, chúng ta sử dụng nhiều sự trừu tượng để biểu diễn và truyền thông
những hiểu biết của chúng ta về trái đất và các hệ thống của nó. Địa lý học cung cấp một
khung công việc chung cho sự trừu tượng và truyền thông về địa điểm.
Trong thời đại tính toán số, chúng ta đã năm bắt được mọi thứ chúng ta biết và chia
sẻ chúng qua mạng (Worl Wide Web). Các tập hợp kiến thức này nhanh chóng được kỹ
thuật số hóa. Đồng thời, GIS cũng được cải tiến để giúp chúng ta hiểu hơn, biểu diễn, quản
lý và liên kết nhiều diện mạo của trái đất như một hệ thống.
Hình 1.4 Công nghệ số ngày càng được sử dụng và được nắm bắt mọi thức mà chúng ta biết
Địa lý học theo truyền thông cung cấp một khung công việc và ngôn ngữ quan trọng
cho việc tổ chức và liên kết các khái niệm chủ chốt về thế giới của chúng ta. GIS cung cấp

một kỹ thuật tương đối mới cho việc nắm bắt cá kiến thức về đồ hoạ địa lý trong năm yếu
tố cơ bản: Lập bản đồ và mô hình cầu trái đất, các tập hợp dữ liệu đồ hoạ địa lý, làm mẫu
khung công việc, làm mẫu dữ liệu, siêu dữ liệu.
Năm yếu tố này cùng với toàn bộ lập luận phần mềm GIS, định dạng các khối toà
nhà để lắp ráp lại các hệ thốn thông tin địa lý thông minh. GIS thông minh có thể thực hiện
được tóm lược số hoá các kiến thức về địa lý. Những yếu tố này cung cấp một nền tảng cho
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
11
Báo cáo khoa hoc
việc địa chỉ hoá nhiều thách thức sử dụng GIS (ví dụ như cải tiến hiệu quả, sự thông minh
và tạo quyết đoán, lập kế hoạch có khoa học, tính toán tài nguyên, ước lượng, truyền
thông).
Hình 1.5 Phần mềm GIS
GIS trừu tượng hoá địa lý trong năm yếu tố cơ bản được sử dụng cho việc hiển thị
kiến thức về địa lý. Các yếu tố này cùng với các phần mềm nâng cao cung cấp các khối nhà
cho GIS thông minh.
GIS thông minh cho phép nắm bắt và chia sẻ các hiểu biết về địa lý trong nhiều
khuôn dạng – các tập hợp dữ liệu GIS tiên tiến, bản đồ hoá, làm mẫu dữ liệu, ý kiến của các
nhà chuyên môn người phát triển các chuẩn hoá luồng công việc và quản lý mô hình của
quy trình sử lý địa lý tiên tiến. GIS thông minh cũng cho phép xây dựng và quản lý các kiến
thức và có thể phổ biết đối với mọi người sử dụng nó.
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
12
Báo cáo khoa hoc
1.5. Ba cách hiển thị của GIS
Một hệ thống thông tin địa lý hỗ trợ vài cách biểu diễn thông tin địa lý, có ba cách
chủ yếu sau:
 Hiển thị dữ liệu địa lý: Một hệ thống GIS là một CSDL không gian bao
gồm các tập hợp dữ liệu mà có thể biểu diễn thông tin địa lý trong các điều
kiện của các dạng dữ liệu GIS tự nhiên.(các tính năng, Rasters, các hình học

địa lý, mạng…).
 Hiển thị trực quan địa lý ảo: Một hệ thống GIS là một tập hợp các bản đồ
thông minh và các hiển thị khác được đưa ra các tính năng và các mối quan
hệ giữa các tính năng trên bề mặt trái đất. Có rất nhiều hiển thị bản đồ dưới
thông tin địa lý có thể được xây dựng và sử dụng như “các cửa sổ nhập liệu”
để hỗ trợ các truy vấn, phân tích và chỉnh sửa thông tin.
 Hiển thị xử lý thông tin địa lý: Một hệ thống GIS là các công cụ biến đổi
thông tin nhận được từ tập hợp dữ liệu địa lý mo ư í từ các tập hợp dữ liệu
hiện có. Các chức năng xử lý thông tin địa lý từ các tập hợp dữ liệu hiện có,
áp dụng các chức năng phân tích, và ghi lại kết quả vào các tập hợp dữ liệu
mới thu thập được.
Hình 1.6 Ba cách biểu diễn thông tin của GIS - sử dụng làm việc với các yếu tố của tri thức địa lý
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
13
Báo cáo khoa hoc
Một hệ thống GIS thường được kết hợp với một bản đồ. Tuy nhiên, một bản đồ chỉ
là một cách bạn có thể làm việc với dữ liệu địa lý trong một hệ thống GIS, và chỉ một kiểu
của sản phẩm tạo bở GIS. Điều này rất quan trọng vì nó có nghĩa là một hệ thống GIS có
thể cung cấp sự phân phối lớn với nhiều khả năng giải quyết vấn đề hơn là sử dụng
chương trình ánh xạ đơn giản hoặc thêm dữ liệu vào một công cụ ánh xạ trực tuyến.
1.5.1. Cách hiển thị CSDL:
Một GIS là một loại CSDL riêng biệt của thế giới – một CSDL địa lý (geodatabase).
Nó là một hệ thống thông tin về địa lý. Về cơ bản, một GIS được dựa trên một CSDL có
cấu trúc diễn tả thế giới trong về phương diện địa lý.
1) Dữ liệu GIS: Một GIS là một CSDL không gian
Sự biểu diễn lại địa hình: Như là một phần của việc thiết kế CSDL địa lý. Người
sử dụng chỉ định cách mà cách tính năng chắc chắn sẽ được hiển thị lại. Ví dụ, các khoảng
đất sẽ được diễn tả bởi các hình đa giác, các đường phố sẽ được ánh xạ như là các đường ở
giữa các hình đa giác đó, và các sự vật như là các điểm…Tính năng này được tập hợp vào
trong các lớp tính năng mà trong mỗi tập hợp có một sự biểu diễn địa lý chung

Mỗi tập hợp dữ liệu GIS cung cấp một sự biểu diễn của diện mạo thế giới bao gồm:
 Tập hợp sắp xếp của các tính năng dựa trên véc tơ (các tập hợp các điểm,
các đường, và các hình đa giác).
Hình 1.7 Tập hợp dữ liệu Vector
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
14
Báo cáo khoa hoc
 Các tập hợp dữ liệu lưới như là các dạng hình chiếu kỹ thuật số và hình
tượng.
Hình 1.8 Tập hợp dữ liệu Raster
 Các mạng
Hình 1.9 Các mạng thông tin về địa lý
 Địa hình và các bề mặt khác
Hình 1.20 Mô hình ba chiều địa lý
 Các tập hợp dữ liệu bề mặt
Hình 1.21 Tập hợp dữ liệu địa lý bề mặt
 Thông tin địa lý khác như là các địa chỉ, tên địa điểm, các dạng xử lý thông
tin địa lý và các thông tin bản đồ
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
15
Báo cáo khoa hoc
Hình 1.22 Các thông tin địa lý khác
Các tính chất miêu tả: Ngoài những sự trình bày địa lý, các tập hợp dữ liệu GIS
bao gồm các các tính chất được xếp thành các bảng truyền thống để miêu tả các đối tượng
địa lý. Nhiều bảng có thể được liên kết với các đối tượng địa lý bởi một chuỗi các trường
chung(thường được gọi là các khoá). Các tập hợp thông tin và các mối quan hệ này đóng
vai trò như chủ chốt trong mô hình dữ liệu GIS, đúng như chúng làm trong các ứng dụng
CSDL truyền thống.
Hình 1.23 Miêu tả các đặc tính địa lý
Các mối quan hệ không gian: hình học GIS và các mạng: các mối quan hệ, như

là các tô pô và các mạng, cũng là các phần quyết định chủ chốt của một CSDL GIS. Tô pô
được tận dụng để quản lý danh giới chung giữa các tính năng định nghĩa và làm cho có hiệu
lực các quy tắc toàn vẹn dữ liệu, và hỗ trọ các truy vấn và định hướng tô pô (ví dụ, phát
hiện các tính năng liền kề và liên hợp). Hình học cũng được sử dụng để hỗ trợ việc chỉnh
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
16
Báo cáo khoa hoc
sửa phức tạp và các tính năng xây dựng từ các hình học không có cấu trúc (ví dụ như xây
dựng các hình đa giác từ các đường thẳng).
2) Các tính năng chia sẻ về phương diện hình học
Tính năng hình học có thể được diển tả sử dụng các mối liên hệ giữa các nút
(Node), các cạnh (Edge) và các mặt (Face)
Hình 1.24 Hình học hoá địa lý
Mạng được mô tả như là một đồ thị gắn kết của các đối tượng GIS mà nó nắm bắt
được. Điều này là quan trọng cho việc mô hình hoá các con đường và định hướng cho giao
thông vận tải, các đường ống dẫn, các tiện ích, các công trình thuỷ lợi, ao hồ, biển và nhiều
các ứng dụng dựa trên mạng khác.
 Trong ví dụ về mạng này, các con phố được được biểu thị như là các cạnh
nối với nhau tại mỗi đầu cuối của nó (hay còn gọi là chỗ giao nhau). Mô hình
các hướng quay để biểu thị hướng đi từ cạnh này sang cạnh khác.
Hình 1.25 Biểu thị thế giới thực qua hình học
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
17
Báo cáo khoa hoc
3) Tập hợp lớp và dữ liệu thuộc chủ đề
GIS tổ chức các dữ liệu địa lý trong một chuỗi các lớp và các bảng theo chủ đề. Kể
từ khi các tập hợp dữ liệu địa lý trong GIS có các mối liên hệ địa lý với nhau, chúng có các
định vị và và các lớp chồng nhau của thế giới thực.
Trong một GIS, các homogenous tập hợp các đối tượng của địa lý và tổ chức thành
các lớp như là các lô đất, các sự vật, các toà nhà, và các hình ảnh khác, và các mô hình độ

cao kỹ thuật số dựa trên lưới Raster. Định nghĩa chính xác các tập hợp dữ liệu địa lý là
quyết định cho sự hữu dụng của các GIS, và khái niệm dựa trên lớp của tập hợp các thông
tin theo chủ đề là quyết định cho các tập hợp dữ liệu GIS.
GIS tích hợp nhiều loại dữ liệu không gian.
Hình 1.26 Các lớp dữ liệu GIS
Các tập hợp dữ liệu có thể được biểu diễn:
 Các số đo thuần túy (như là hình ảnh từ vệ tinh)
 Thông tin biên dịch và thông dịch
 Dữ liệu nhận được từ các hoạt động xử lý địa để phân tích và làm mô hình
hoá.
Nhiều mối quan hệ không gian giữa các lớp có thể đơn giản nhận được qua vị trí địa
lý chung của chúng. GIS quản lý các lớp dữ liệu đơn giản như các lớp đối tượng GIS tự
nhiên và tận dụng tập hợp phong phú các công cụ làm việc với cá lớp dữ liệu để đạt được
nhiều mối quan hệ chủ chốt.
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
18
Báo cáo khoa hoc
Một GIS sử dụng các tập hợp dữ liệu chữ số với nhiều các thể hiện, thường là nhiều
dạng số được tổ chức.
Vì vậy, nó rất quan trọng cho các tâp hợp dữ liệu GIS để:
 Đơn giản việc sử dụng và dễ hiểu.
 Tiện dụng với các tập hợp dữ liệu địa lý khác
 Biên dịch hiệu quả và chuẩn xác
 Có tài liệu rõ ràng cho nội dung, sử dụng mong đợi, và cho các mục đích
Bất cứ CSDL GIS nào hoặc cơ sở tệp nào cũng đều tuân theo những nguyên lý
chung nay. Mỗi GIS đòi hỏi có một cơ chế biểu diễn các dữ liệu địa lý trong các điều kiện
này, cùng với toàn bộ tập hợp các công cù để sử dụng và quản lý các thông tin này.
1.5.2. Hiển thị trực quan địa lý ảo
Một GIS là một tập hợp các bản đồ thông minh và các hiển thị khác để hiển thị các
tính năng và các mối quan hệ về tính năng trên bề mặt trái đất. Các bản đồ đằng sau những

thông tin địa lý có thể được xây dựng và sử dụng như “một cửa đi vào CSDL” để hỗ trợ
các truy vấn, phân tích, và chỉnh sửa thông tin.
Hình 1.27 Ứng dụng hiển thị đồ hoạ địa lý ảo
Một GIS bao gồm một bản đồ thông minh và các biểu diễn khác
Trực quan địa lý ảo làm việc với các bản đồ và các biểu diễn khác của thông tin địa
lý bao gồm các bản đồ tương tác, các hình ảnh ba chiều, tổng hợp các đồ thị và các bảng,
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
19
Báo cáo khoa hoc
hiển thị dựa trên thời gian và các hiển thị dưới dạng biểu đồ của các mối quan hệ trong một
mạng.
Một GIS bao gồm các bản đồ tương tác và các hiển thị khác cho phép thao tác trên
các tập hợp dữ liệu địa lyls. Các bản đồ cung cấp các hình tượng hữu dụng để định nghĩa
và chuẩn hoác làm sao cho người ta có thể sử dụng và tương tác với thông tin địa lý.
Các bản đồ tương tác cung cấp một giao diện người sử dụng chính cho hầu hết các
ứng dụng GIS và luôn hiện hữu với nhiều mức, từ các bản đồ trên thiết bị di động cho tới
các bản đồ trên các trang Web trong các trình duyệt, và cuối cùng là các ứng dụng làm việc
cuối cùng mức cao của GIS.
 Các bản đồ được sử dụng để truyền tải thông tin địa lý một cách tốt nhất cho
việc thực hiện một số công việc bao gồm biên dịch dữ liệu nâng cao, nghiên
cứu bản đồ học, phân tích, truy vấn, và tập hợp các trường dữ liệu
Các bản đồ GIS tương tự như các bản đồ tĩnh, các bản đồ in, trừ khả năng tương tác
với nó.
 Bạn có thể chọn lọc và phóng to thu nhỏ với một bản đồ tương tác mà trong
đó các lớp bản đồ được bật lên hoặc tắt bỏ với những phạm vi thích hợp.
 Bạn có thể áp dụng các ký hiệu cho các lớp bản đồ dựa trên bất kỳ tập hợp
tính chất nào. Ví dụ, bạn có thể đánh bóng các lô đất với các màu dựa trên
các vùng khác nhau hoặc chỉ định kích cỡ của các biểu tượng điểm sử vật
dựa trên các mức độ sản xuất.
 Bạn cũng có thể điểm hoá các đối tượng địa lý trong các bản đồ tương tác để

lấy thêm thông tin về đối tượng và thực hiện các truy vấn, các phân tích về
không gian. Ví dụ, bạn có thể tìm thấy tất cả các thông tin lưu trữ về các
trường học gần nhất (ví dụ như trong khoảng 200m) hoặc tìm các vùng nào
đó bạn muốn.
 Thêm nữa, nhiều người sử ụng GIS chỉnh sửa dữ liệu và trình diễn dữ liệu
qua cá bản đồ tương tác.
Ngoài những bản đồ, những hiển thị tương tác khác, như thời gian, địa cầu, và các
biểu đồ vẽ được sử dụng như những sự hiển thị của CSDL GIS. Nó thông qua một bản đồ
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
20
Báo cáo khoa hoc
tương tác mà những người sử dụng GIS thực hiện các công việc chung về GIS từ đơn giản
đến phức tạp.
 Hiển thị về thời gian được sử dụng để kiểm soát các thảm hoạ
Hình 1.28 Hiển thị theo thời gian thông tin địa lý
Đây là dạng thương mại chính trong GIS cho phép truy cập thông tin địa lý cho một
tổ chức. Những nhà phát triển thường nhúng các bản đồ trong các ứng dụng tuỳ chọn và
nhiều người sử dụng xuất bản các bản đồ Web trên Internet để tập trung được sự hữu dụng
của GIS.
 Nhúng các bản đồ trong các ứng dụng tuỳ chọn
Hình 1.29 Nhúng bản đồ trong ứng dụng GIS
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
21
Báo cáo khoa hoc
 Bản vẽ sơ đồ được sử dụng để hiển thị các đường dẫn khí
Hình 1.30 Hiển thị các đường dẫn khí trên ứng dụng GIS
 Phân tích đồ hoạ 3 chiều
Hình 1.31 Đồ hoạ 3 chiều mô tả các tuyến đường chèo núi Everest
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
22

Báo cáo khoa hoc
1.5.3. Hiển thị mô hình
Một GIS là một tập hợp các công cụ vận chuyển thông tin để nhận được các tập hợp
dữ liệu địa lý mới từ các tập hợp dữ liệu có sẵn. các chức năng xử lý địa lý này lấy chính
các tập dữ liệu có sẵn, áp dụng các chức năng phân tích, và ghi lại các kết quả vào trong các
tập hợp dữ liệu mới lấy được.
Nói cách khác, bằng việc kết hợp dữ liệu và áp dụng trong một vài quy tác phân tích,
bạn có thể tạo một mô hình mà có thể giúp trả lời các câu hỏi mà bạn đã đưa ra. Trong ví
dụ dưới đây, GPS và GIS đã được sử dụng để mô hình chính xác các vị trí và các phân bố
của các mảnh vụn của tàu con thoi Columbia đã bị rơi ở phía đông bang Texas ngày 1
tháng 2 năm 2003
Hình 1.32 Hiển thị mô hình của GIS
1) Hiển thị mô hình là hiển thị quá trình xử lý địa lý
Các xử lý địa lý học ám chỉ các công cụ và các quá trình được đã phát sinh để nhận
được các tập hợp dữ liệu. Cách hiển thị khác của GIS là tập trung các tập hợp dữ liệu địa lý
và các hoạt động địa lý (gọi là cá công cụ) được sử dụng trên các tập hợp dữ liệu này. Các
tập hợp dữ liệu địa lý có thể diễn tả với các thông số đo lường thô (ví dụ như là các hình
ảnh chụp từ về tinh), thông tin được biên dịch và thông dịch bằng cách phân tích (như là
các con đường, các toà nhà và các vùng đất), hoặc thông tin được nhận được từ các nguồn
dữ liệu khác sử dụng lý thuyết phân tích và mô hình hoá.
Một GIS bao gồm các tập hợp phong phú các công cụ làm việc với các quá trình xử
lý thông tin địa lý. Sự tập hợp này của các công cụ để hoạt động trên các đối tượng thông
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
23
Báo cáo khoa hoc
tin địa lý như các tập hợp dữ liệu, các trường đặc điểm, và các yếu tố bản đồ cho việc in ấn
các bản đồ. Tổng hợp toàn bộ các lệnh này và các đối tượng dữ liệu với nhau từ cơ bản
thành một khung công việc xử lý địa lý phong phú.
Dữ liệu + các công cụ = Dữ liệu mới
Các công cụ GIS là các khối xây dựng cho việc thu thập các hoạt động nhiều bước.

một công cụ áp dụng cho một hoạt động đối với dữ liệu có sẵn để nhận được dữ liệu mới.
Các khung công việc xử lý địa lý trong một GIS được sử dụng để diễn giải cùng nhau thành
một chuỗi các hoạt động như vậy. Sự diễn giải trong mỗi chuỗi các hoạt động cùng nhau
định dạng hoá một mô hình xử lý và được sử dụng để tự động hoá và ghi lại một số các
công việc xử lý địa lý trong GIS. Sự xây dựng và ứng dụng như các thủ tục liên quan tới xử
lý địa lý.
 Một GIS hoàn chỉnh bao gồm các tập hợp thông tin tự nhiên và các tập hợp
phong phú của các hoạt động GIS làm việc với thông tin.
Hình 1.33 Các quá trình xử lý địa lý mô hình
2) Hoạt động xử lý địa lý
Xử lý địa lý được sử dụng để mô hình các luồng dữ liệu từ một cấu trúc này tới một
cấu trúc khác để thực hiệ nhiều công việc chung của GIS – ví dụ, để nhập dữ liệu vào từ
một số dạng tích hợp vào GIS, và thực hiện một số chuẩn hoá kiểm tra hiệu quả chất lượng
dữ liệu đã được nhập. Khả năng tự động lặp lại các luồng công việc là khả năng hữu dụng
trong GIS. Nó được áp dụng rộng rãi trong một số các ứng dụng và các kịch bản của GIS.
Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
24
Báo cáo khoa hoc
Một kỹ thuật được sử dụng để xây dựng các luồng công việc xử lý địa lý là thực thi
một số các lện trong một chuỗi cụ thể. Những người dùng có thể soạn thảo như là xử lý đồ
hoạ xử dụng ứng dụng tạo mô hình trong các phần mềm hỗ trợ GIS ví dụ như ArcGIS, và
họ có thể soạn thảo các kịch bản xử dụng các công cụ viết kịch bản hiện đại như Python,
VBScript, and JavaScript.
Xử lý địa lý được sử dụng thực tế trong tất cả các khâu của GIS cho thông tin tự
động, biên dịch và quản lý, phân tích, mô hình và cho cả việc nghiên cứu bản đồ cao cấp.
 Các khối xây dựng của xử lý địa lý là các công cụ riêng biệt trong một thể
thống nhất.
Hình 1.34 Các khối xử lý địa lý
 Các công cụ hoạt động trên dữ liệu nhập vào để tạo ra thông tin mới
Hình 1.35 Các công cụ xử lý dữ liệu địa lý

Nguyễn Trọng Tư – Lớp K54C - CNTT
25