Tài liệu hướng dẫn sử dụng ArcGIS

VIỆN NGHIÊN CỨU ĐỊA CHÍNH
TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CAO
TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
ARCGIS
Dịch và biên soạn: Đặng Thị Mỹ Lan
Hà nội, 7-2003
NỘI DUNG CHÍNH
NỘI DUNG CHÍNH ..................................................................................................................................... 2
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ARCGIS .......................................................................................................... 6
Dự án GIS......................................................................................................................................................7
CHƯƠNG 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.......................................................................................................................................11
2.CÁC DẠNG FORMAT CỦA FEATURE DATA...................................................................................12
COVERAGES.....................................................................................................................................................12
Các đối tượng chính trong coverages...........................................................................................................13
Đối tượng phức trong coverages..................................................................................................................13
Đối tượng phụ trong coverages....................................................................................................................14
Coverage topology.......................................................................................................................................14
Cất giữ coverages.........................................................................................................................................15
SHAPEFILES......................................................................................................................................................15
Các đối tượng trong shapefiles.....................................................................................................................15
Cất giữ shapefiles.........................................................................................................................................15
CÁC ĐỐI TƯỢNG CỦA GEODATABASES.............................................................................................................16
3.GEODATABASES....................................................................................................................................16
TOPOLOGY TRONG GEODATABASE...................................................................................................................18
LƯU CÁC ĐỐI TƯỢNG CỦA GEODATABASE.......................................................................................................18
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG DỰ ÁN GIS BẰNG CÔNG NGHỆ ARCGIS ............................................ 19

1.PHÂN TÍCH GIS LÀ GÌ?.........................................................................................................................19
2.CÁC BƯỚC CỦA DỰ ÁN GIS................................................................................................................20
BƯỚC 1: XÁC ĐỊNH MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN......................................................................................................20
BƯỚC 2: TẠO CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO DỰ ÁN.......................................................................................................21
BƯỚC 3: PHÂN TÍCH DỮ LIỆU..........................................................................................................................21
BƯỚC 4: HIỂN THỊ KẾT QUẢ............................................................................................................................21
3.XÂY DỰNG DỰ ÁN CỤ THỂ..................................................................................................................22
BƯỚC 1: XÁC ĐỊNH MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN......................................................................................................22
BƯỚC 2: TẠO CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO DỰ ÁN.......................................................................................................23
Tập hợp dữ liệu cho dự án............................................................................................................................23
Chuẩn bị dữ liệu để phân tích.......................................................................................................................23
BƯỚC 3: PHÂN TÍCH DỮ LIỆU..........................................................................................................................24
3 giai đoạn của quá trình phân tích:..............................................................................................................25
BƯỚC 4: HIỂN THỊ KẾT QUẢ............................................................................................................................25
2
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ....................................................................................... 26
1.TỔ CHỨC CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO DỰ ÁN..........................................................................................26
2.BỔ SUNG DỮ LIỆU VÀO PROJECT FOLDER..................................................................................27
3.KHẢO SÁT DỮ LIỆU BẰNG ARCMAP...............................................................................................28
MỞ MỘT BẢN ĐỒ MỚI......................................................................................................................................28
BỔ SUNG PARCEL LAYERS VÀO BẢN ĐỒ..........................................................................................................28
LƯU BẢN ĐỒ....................................................................................................................................................29
CHƯƠNG 4: CHUẨN BỊ DỮ LIỆU ĐỂ PHÂN TÍCH ........................................................................... 30
1.CHUẨN BỊ DỮ LIỆU................................................................................................................................30
2.KHAI BÁO HỆ TỌA ĐỘ CHO ELEVATION DATA..........................................................................31
KIỂM TRA THÔNG TIN VỀ COORDINATE SYSTEM..............................................................................................31
KHAI BÁO COORDINATE SYSTEM CHO LOWLAND SHAPEFILE...........................................................................32
3.XÁC ĐỊNH LẠI LƯỚI CHIẾU CHO RIVER SHAPEFILE................................................................33
KHAI BÁO COORDINATE SYSTEM CHO RIVER SHAPEFILE..................................................................................33
CHIẾU SHAPEFILE.............................................................................................................................................34

XUẤT RIVER SHAPEFILE VÀO GEODATABASE...................................................................................................35
4SỐ HÓA HISTORIC PARK......................................................................................................................35
MỞ MỘT BẢN ĐỒ MỚI......................................................................................................................................36
TÌM CÔNG VIÊN TRÊN STREETS LAYER.............................................................................................................37
NẮN ẢNH.........................................................................................................................................................38
HIỂN THỊ PARK BOUNDARY VÀ PARCELS.........................................................................................................39
CHUẨN BỊ SỐ HÓA PARK BOUNDARY...............................................................................................................39
SỐ HÓA ĐƯỜNG BAO CÔNG VIÊN.....................................................................................................................40
ĐẶT VERTEX DƯỚI MỘT GÓC VÀ ĐỘ DÀI NÀO ĐẤY..........................................................................................41
DỰNG ĐƯỜNG VUÔNG GÓC..............................................................................................................................41
THÊM ĐIỂM NGAY TẠI GIAO ĐIỂM CỦA CÁC ĐƯỜNG........................................................................................41
KẾT THÚC SỐ HÓA...........................................................................................................................................42
BIÊN TẬP THUỘC TÍNH CHO ĐỐI TƯỢNG...........................................................................................................42
5.NHẬP HAI PARCEL LAYERS LẠI THÀNH MỘT LAYER.............................................................42
CHƯƠNG 5: THỰC HIỆN PHÂN TÍCH ................................................................................................ 44
1.CHUẨN BỊ CHO PHÂN TÍCH................................................................................................................45
TÌM VÙNG ĐƯỢC PHÉP XÂY DỰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI...........................................................................45
Lấy Buffer cho sông.....................................................................................................................................45
Xếp chồng river buffer và lowland area.......................................................................................................46
TÌM VÙNG KHÔNG ĐƯỢC PHÉP XÂY DỰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI ..............................................................46
Lấy Buffer cho parks....................................................................................................................................47
Chọn các thửa dân cư...................................................................................................................................47
Tạo Buffer quanh các thửa được chọn..........................................................................................................48
Chồng xếp buffers của công viên và đất ở ...................................................................................................49
Chồng xếp residential/park buffers và flood zone........................................................................................49
TÌM THỬA ĐÁP ỨNG CÁC TIÊU CHÍ ĐẶT RA......................................................................................................49
Chọn các parcels nằm ngoài residential/park buffer và vùng flood zone......................................................50
Chọn các thửa nằm trong river buffer và lowland area.................................................................................50
2.TÌM CÁC THỬA CÒN TRỐNG.............................................................................................................51
TÌM THEO THUỘC TÍNH LOẠI ĐẤT (TRƯỜNG LANDUSE)................................................................................51

XUẤT CÁC THỬA ĐƯỢC CHỌN RA SHAPEFILE MỚI...........................................................................................52
3
3.TÌM CÁC THỬA THÍCH HỢP NẰM GẦN ĐƯỜNG VÀ GẦN ĐIỂM CÓ NƯỚC THẢI..............52
THÊM TRƯỜNG CHO PARCELS LAYER...............................................................................................................53
TÌM NHỮNG THỬA NẰM TRONG VÒNG 50M CỦA ĐƯỜNG.................................................................................53
GÁN GIÁ TRỊ CHO TRƯỜNG ROAD_DIST.......................................................................................................54
4.TÌM CÁC THỬA THÍCH HỢP CÓ DIỆN TÍCH THEO YÊU CẦU..................................................56
SẮP XẾP CÁC THỬA THEO DIỆN TÍCH...............................................................................................................56
TÌM CÁC THỬA LIỀN KỀ VỚI DIỆN TÍCH TỔNG LÀ 150,000M2..........................................................................56
5.XEM LẠI KẾT QUẢ PHÂN TÍCH.........................................................................................................57
HIỂN THỊ CÁC THỬA ĐANG CHỌN VỚI CÁC LAYERS TIÊU CHÍ...........................................................................58
TẠO LAYER CHỨA ALTERNATE SITE.................................................................................................................58
DỌN SẠCH TABLE OF CONTENTS......................................................................................................................59
CHƯƠNG 6: TRÌNH BÀY KẾT QUẢ ..................................................................................................... 60
1)THIẾT KẾ BẢN ĐỒ.................................................................................................................................60
2.THIẾT ĐẶT TRANG BẢN ĐỒ...............................................................................................................62
CHUYỂN TỪ DATA VIEW SANG LAYOUT VIEW..................................................................................................62
THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC TRANG........................................................................................................................63
THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC CỦA DATA FRAME CHO NHỎ HƠN...............................................................................63
SAO CHÉP DATA FRAME...................................................................................................................................63
ĐỔI TÊN DATA FRAME ĐANG ĐƯỢC CHỌN.......................................................................................................64
ĐỔI TÊN DATA FRAME BAN ĐẦU......................................................................................................................64
THÊM MỘT DATA FRAME MỚI..........................................................................................................................64
3.TẠO OVERVIEW MAP...........................................................................................................................65
LOẠI BỎ NHỮNG LAYERS KHÔNG CẦN THIẾT KHỎI DATA FRAME.....................................................................65
TRÌNH BÀY CÁC TUYẾN ĐƯỜNG CHÍNH............................................................................................................65
THAY ĐỔI KÝ HIỆU CHO ĐƯỜNG......................................................................................................................66
HIỂN THỊ LAYERS RIVER VÀ ELEVATION .........................................................................................................66
4.TẠO BẢN ĐỒ CHO CÁC THỬA THÍCH HỢP....................................................................................67
THIẾT ĐẶT MÔI TRƯỜNG HIỂN THỊ...................................................................................................................67

THAY ĐỔI KÝ HIỆU CHO THỬA.........................................................................................................................68
HIỂN THỊ CÁC THỬA THÍCH HỢP.......................................................................................................................68
THAY ĐỔI KÝ HIỆU CHO ALTERNATE SITE........................................................................................................68
HIỂN THỊ RIVER VÀ WASTEWATER JUNCTION...................................................................................................68
HIỂN THỊ VÀ GẮN NHÃN CHO JUNCTION BUFFERS............................................................................................69
5.TẠO BẢN ĐỒ TRÌNH BÀY CÁC THỬA THÍCH HỢP NHẤT..........................................................69
CHÉP CÁC LAYERS TỪ STUDY AREA DATA FRAME..........................................................................................69
TẠO LAYER CHO CÁC THỬA THÍCH HỢP NHẤT.................................................................................................70
ĐỔI MÀU CHO CÁC THỬA CỦA LAYER HIGHLY SUITABLE................................................................................70
THAY ĐỔI SYMBOL COLORS.............................................................................................................................71
THAY ĐỔI TIÊU ĐỀ VÀ NHÃN...........................................................................................................................72
GẮN NHÃN CHO HIGHLY SUITABLE PARCELS...................................................................................................72
TẠO NHÃN CHO ALTERNATE SITE.....................................................................................................................73
THAY ĐỔI THUỘC TÍNH CỦA NHÃN VÀ HIỆN NHÃN..........................................................................................73
6.TẠO BÁO CÁO THỬA ĐẤT...................................................................................................................74
THIẾT KẾ BÁO CÁO..........................................................................................................................................74
PHÁT SINH BÁO CÁO........................................................................................................................................74
7.BỔ SUNG DANH SÁCH CÁC TIÊU CHUẨN CHỌN CỦA DỰ ÁN LÊN BẢN ĐỒ........................75
8.BỔ SUNG CÁC ĐỐI TƯỢNG CỦA BẢN ĐỒ.......................................................................................75
THÊM MỘT KHUNG HÌNH CHỮ NHẬT VÀO CITY OVERVIEW MAP.....................................................................75
THÊM KÝ HIỆU BẢN ĐỒ VÀO CITY OVERVIEW MAP.........................................................................................76
THÊM THƯỚC TỶ LỆ VÀO CITY OVERVIEW MAP..............................................................................................77
BỔ SUNG CÁC KÝ HIỆU VÀ THƯỚC TỶ LỆ KHÁC...............................................................................................77
4
BỔ SUNG MŨI TÊN CHỈ PHƯƠNG BẮC...............................................................................................................77
THÊM TỰA BẢN ĐỒ..........................................................................................................................................78
THÊM CITY LOGO............................................................................................................................................78
BỔ SUNG THÔNG TIN THAM CHIẾU BẢN ĐỒ.....................................................................................................78
GIÓNG THẲNG CÁC ĐỐI TƯỢNG CỦA BẢN ĐỒ..................................................................................................79
THÊM KHUNG CHỮ NHẬT.................................................................................................................................79

9.LƯU VÀ IN BẢN ĐỒ................................................................................................................................80
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 được chia làm hai phần. Phần đầu, chương 1: Tìm hiểu
về ArcGIS, sẽ giới thiệu những kiến thức cơ bản của ArcGIS và dữ liệu GIS. Phần
hai, bắt đầu từ chương 2: Xây dựng dự án GIS, là một dự án mẫu để bạn đọc thực
hành. Dự án được thiết kế theo cách để người đọc có thể tự làm theo tài liệu mà
không cần trợ giúp.
Trước 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 ưu tiên cần sửa chữa cống thoát nước sau trận động đất.
 Tạo bản đồ các tuyến đường dành cho xe buýt, xe đạp...
 Quản lý cầu, đường và lập các bản đồ dự phòng trong trường hợp xảy ra thiên
tai.
 Khoanh vùng tội phạm để nhanh chóng triển khai nhân sự và quản lý các chương
trình giám sát tội phạm.
 Xác định các van để khóa một đường ống nước 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 hưởng của công trình xây dựng đến mạch nước ngầm.
 Quản lý chất lượng nước.
 Tạo mô hình lưới điện để giảm thất thoát năng lượng và lập kế hoạch đặt các
thiết bị mới.
 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.
6
 Đánh giá về khả năng phát triển của một vị trí bán lẻ mới dựa trên số lượng
khách hàng lân cận.

 Dò tìm ngược theo nguồn nước để xác định nguồn bị ô nhiễm.
 Tìm đường 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 người dùng ArcGIS để làm dự án - tức là một người
làm bản đồ và sử dụng công cụ phân tích độc lập. Một số người khác dùng ArcGIS
trong môi trường nhiều người 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 bước cơ bản của dự án.

Bước đầu tiên là trả lời cho các câu hỏi đặt ra trong thiết kế CSDLvà kế hoạch
phân tích GIS như:
 Đâu là vị trí tốt nhất để xây dựng nhà cao tầng?
 Có bao nhiêu lượng khách hàng tiềm năng gần cửa hàng? ...
 Công việc này giúp xác định được những lớp dữ liệu nào cần có để trả lời cho
từng phần của dự án và phát triển chiến lược tập hợp các câu trả lời của từng
phần thành một kết quả cuối cùng.
Bước 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 lượng của các lớp dữ liệu, đưa các lớp dữ
7
liệu về một hệ tọa độ thống nhất, bổ sung các trường mới vào dữ liệu để lưu kết quả
phân tích.
Bước thứ ba là phân tích dữ liệu. Các thao tác thường dùng là chồng xếp các
lớp dữ liệu khác nhau, tìm kiếm đối tượng theo thuộc tính và theo vị trí, tổng hợp
các kết quả trung gian để có được kết quả cuối cùng.
Bước cuối cùng trong phân tích dự án là trình bày kết quả cho những người
không sử dụng GIS và cho công chúng xem. Bản đồ, bảng thống kê, biểu đồ cũng

được sử dụng phối hợp để tạo kết quả cuối cùng.
GIS nhiều người dùng
Trong hệ GIS nhiều người dùng, dữ liệu được lưu trữ trong những hệ quản lý
CSDL quan hệ thương mại như Oracle, Informix Dynamic Server, và Microsoft
SQL Server và được kết nối thông qua phần mềm ArcSDE. ArcSDE cho phép nhiều
người cùng hiện chỉnh dữ liệu GIS đồng thời. Để tăng khả năng làm việc trên hệ
thống mạng, nhiều ứng dụng đã được phát triển cho máy tính để bàn như
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 người dùng cũng giống như của một dự án
GIS, nhưng ở qui mô lớn hơn và thao tác theo chu kỳ liên tục. Công tác lập kế hoạch
trong môi trường nhiều người 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...

Dù là làm việc trong môi trường nào thì người 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
8
và xem metadata. ArcMap được sử dụng trong mọi thao tác biên tập và thành lập
bản đồ, cũng như 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, người
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
CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ DỮ LIỆU GIS
Khảo sát ArcCatalog và ArcMap, chúng ta nhận
thấy đối tượng làm việc là bản đồ và các layers. Các
layers trên một bản đồ chính là dữ liệu GIS. Khi thêm
các đường ống nước vào bản đồ tức là ta đã bổ sung dữ

liệu từ một lớp đặc trưng của geodatabase. Những kiểu
dữ liệu GIS khác là shapefiles, coverages, và rasters.
Dữ liệu GIS đa dạng, nhưng tất cả đều lưu giữ cả thông
tin thuộc tính lẫn không gian. Chương 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 lưu 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, người dùng có
thể nhập dữ liệu bảng vào GIS.
Vector model
Một cách để biểu diễn các hiện tượng địa lý là dùng points, lines, và
polygons. Cách biểu diễn thế giới như thế này được gọi là mô hình dữ liệu vector.
Mô hình vector được dùng chủ yếu để mô tả và lưu trữ những đối tượng rời rạc như
nhà, đường ống dẫn, đường 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 đường bao của một vùng. Tọa độ
thông thường là một cặp (x,y) hay bộ ba (x,y,z) với z và giá trị biểu diễn cho độ cao.
10
ArcGIS lưu dữ liệu vector trong các lớp đối tượng (feature classes) và trong
tập hợp của các lớp đối tượng quan hệ tôpô. Các thuộc tính của đối tượng được lưu
trong bảng. ArcGIS sử dụng 3 mô hình vector để biểu diễn dữ liệu đặc trưng là:
coverages, shapefiles, và geodatabases.
Raster models
Trong raster model, thế giới được biểu diễn như một bề mặt được chia thành
những ô lưới bằng nhau. Raster model được dùng để lưu 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 được. 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 được tạo từ dữ liệu vector. Grids có thể chứa các dữ liệu liên tục,

như một lớp bề mặt. Chúng có thể lưu giữ các thông tin thuộc chủ đề và thuộc tính
của chủ đề. Ví dụ, ảnh grid về kiểu phân bố thực vật lưu giữ số hiệu mã hóa cho
từng loại thực vật, tên loại thực vật... Kích thước ô ảnh càng nhỏ, thì bản đồ có độ
chính xác càng cao và càng chi tiết. Tuy nhiên, sẽ làm tăng kích thước file ảnh.
TIN models
Trong một mô hình mạng các tam giác bất thường, thế giới được biểu diễn
dưới dạng một mạng các tam giác kết nối với nhau qua các điểm với giá trị x, y, và
z. TINs là cách lưu trữ và phân tích bề mặt rất hiệu quả. Cũng như 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 như là một CSDL hình học. Cũng giống như các CSDL khác,
ArcGIS cho phép kết nối các bảng dữ liệu với nhau.
11
2. CÁC DẠNG FORMAT CỦA FEATURE DATA
ArcGIS hỗ trợ cả hai mô hình đối tượng file-based và mô hình đối tượng
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 lưu
dữ liệu vector cho các đối tượng trong các tập tin nhị phân và sử dụng số định danh
duy nhất để liên kết đối tượng với thuộc tính nằm trong bảng thuộc tính.
Mô hình đối tượng DBMS được ArcGIS hỗ trợ là mô hình dữ liệu
geodatabase (geodatabase data model). Trong mô hình này, các đối tượng được lưu
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 tượng.
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 lượng cao, và để thực hiện phân tích không gian
lớn của ArcInfo.
Coverages chứa những kiểu đối tượng 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 đường
(routes/sections) và vùng (regions) được 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 tượng đồ
họa, nhưng được dùng để quản lý coverages. Annotation dùng để thể hiện text về
đối tượng đồ họa trên bản đồ.
12
Các đối tượng chính trong coverages
 Điểm nhãn (Label points) có thể biểu diễn cho các đối tượng 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 tượng điểm trong một mạng
như là những cái van trong mạng ống nước. Điểm nút giữ vai trò quan trọng
trong topology để kiểm tra tính kết nối của các đối tượng trong coverages.
 Polygons biểu diễn cho vùng. Polygon được các cung bao quanh.
Đối tượng phức trong coverages
 Routes và sections là các đối tượng tuyến tính hình thành từ arcs và những phần
của arcs.
 Routes định nghĩa một tuyến đường dọc theo một mạng tuyến tính, ví dụ như
đường 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 đường.
 Regions là đối tượng vùng hình thành từ các polygons. Không giống polygons,
regions có thể nằm rời rạc, nằm chồng lên nhau.
13
Đối tượng phụ trong coverages

 Annotation là các chuỗi văn bản mô tả cho một đặc trưng khi bản đồ được in hay
được hiển thị. Annotation có thể được định vị tại một điểm, nằm giữa hai điểm,
hay nằm dọc theo một loạt điểm. Annotation được lưu trong tọa độ địa lý, do đó
nó giữ nguyên vị trí và tỷ lệ tương quan với các đối tượng khác của coverage mỗi
khi được 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.
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 tượng. 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. Lưu trữ thông tin kết nối giúp coverages có thể lập mô hình và
vạch luồng trong mạng tuyến tính. Có được 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
tượng địa lý từ những coverages khác nhau thông qua thao tác xếp chồng.
Để lưu 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.
14
Cất giữ coverages
Coverages được lưu 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 được đặt theo tên của từng
coverage có trong workspace.
Shapefiles
Shapefiles rất hay được 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 lưu tất cả các tập hợp topological cho từng đối tượng và lớp
đối tượng khác nhau. Mỗi shapefile chỉ lưu các đối tượng trong những lớp đối tượng
đơn.
Các đối tượng trong shapefiles
Shapefiles có hai kiểu đối tượng điểm: points và multipoints. Các kiểu đối
tượng đường của shapefile là simple lines hay multipart polylines. Các kiểu đối
tượng vùng là simple areas hay multipart areas gọi là polygons.
Cất giữ shapefiles
Shapefiles được lưu trong folders. Một shapefile bao gồm một tập các files dữ
liệu vector data và một file .dbf giữ thuộc tính của đối tượng. Ngoài những đối
tượng cơ bản, có thể tạo những đối tượng tùy biến như thửa đất, đường ống... Các
đối tượng tùy biến có hành vi chuyên biệt rất thích hợp để biểu diễn đối tượng của
thế giới thực
15
Các đối tượng của geodatabases
Vì có thể tạo được các đối tượng tùy biến nên số lượng các lớp đặc trưng là
không có giới hạn. Dạng hình học cơ bản của các lớp đối tượng của geodatabase là
points, multipoints, network junctions, lines, network edges, và polygons. Có thể tạo
đối tượng với dạng hình học mới. Tất cả các lớp đối tượng 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 được).
 Được lưu trong những layers kế tiếp nhau (chứ không chồng lên nhau).
3. GEODATABASES
Geodatabases dùng để cài đặt một mô hình dữ liệu đối tượng GIS.
Geodatabase lưu mỗi đối tượng địa lý trong một hàng của bảng. Đường nét của đối
tượng được lưu trong trường shape của bảng, thuộc tính lưu trong những trường
khác. Mỗi bảng lưu một lớp đối tượng (feature class). Ngoài các features,
geodatabases còn lưu cả ảnh rasters, bảng dữ liệu, và các tham chiếu đến những
bảng khác. Một số ưu điểm của geodatabase đó là các features trong geodatabases

có thể xây dựng những hành vi riêng; các features được lưu hoàn toàn trong một
database đơn; và các lớp đối tượng lớn của geodatabase được lưu dễ dàng, không
cần phải lợp lên nhau.
Các đối tượng Point và multipoint của geodatabase cũng giống như của
shapefiles. Các đối tượng point tùy biến có thể biểu diễn cho nhà, nhưng 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.
16
Các đối tượng Network junction là các điểm đóng vai trò tôpô trong mạng,
giống như điểm nút trong coverage. Có hai loại đối tượng nút mạng là: simple
network junction features và complex network junction features.
 Simple junction feature có thể được dùng để biểu diễn một khớp nối hai
đường ống.
 Complex junction feature đóng vai trò phức tạp hơn trong mạng. Các thành
phần bên trong của những đối tượng này có thể đóng vai trò lôgic hay
tôpô trong một mạng lớn. Ví dụ cho loại đối tượng 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 nối điểm A với điểm C. Công tắc có
thể có những qui tắc hợp lệ để kiểm soát kiểu đường 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 tượng Line gồm: line segments, circular arcs, và đường cong Bézier.
Network edge features là các đối tượng lines đóng vai trò topo trong mạng.
Chúng được dùng để vạch tuyến và phân tích luồng:
 Simple edge feature là một đặc trưng mạng tuyến tính kết nối với junction
features tại điểm cuối của chúng. Simple edge feature dùng để biểu diễn
các đường ống trong mạng cấp nước và có thể có qui tắc kết nối.
 Complex edge feature là đặc trưng mạng tuyến tính có thể hỗ trợ cho một
hay nhiều điểm nút mạng. Giống như 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.
17
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 tượng trong một lớp đối tượng và giữa các lớp đối tượng
khác nhau. Có thể tổ chức các đối tượng trong một geodatabase để tạo planar
topologies hay geometric networks. Feature classes có thể chia sẻ cạnh, nút với các
lớp đối tượng khác trong planar topology. Planar topology tạo thành từ các điểm
nút, cạnh, và bề mặt.
Lưu các đối tượng của geodatabase
Phiên bản geodatabase nhiều người dùng được 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 như ArcMap và ArcCatalog.
Mỗi lớp đối tượng của geodatabase chứa một kiểu đối tượng hình học. Các lớp đối
tượng có quan hệ với nhau được tổ chức thành các tập dữ liệu đối tượng (feature
datasets).
18
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG DỰ ÁN GIS BẰNG CÔNG NGHỆ
ARCGIS
Chương này sẽ hướng dẫn bạn thực hiện một
dự án GIS mẫu. Bạn sẽ được 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 nước thải cho thành
phố A. Để làm được 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 tượng liền kề: Đây là dạng phân tích thứ ba của hệ GIS. Cách
dễ nhất để tìm đối tượng nằm gần là tạo một vùng đệm xung quanh đối tượng
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.
19
 Xếp chồng các lớp đối tượng: Dạng phân tích thứ tư là xếp chồng các lớp đối
tượng khác nhau. Bạn sẽ tạo ra thông tin mới khi xếp chồng các đối tượng. Có
nhiều kiểu xếp chồng dữ liệu (union, intersect, merge, dissolve, clip), nhưng nhìn
chung là kết hợp 2 tập hợp đối tượng có sẵn thành một tập hợp đối tượng 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 BƯỚC CỦA DỰ ÁN GIS
Các bước 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.
Bước 1: Xác định mục tiêu của dự án
Bước 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 được 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?

 Ai là người sử dụng kết quả?
 Dữ liệu có còn dùng cho mục đích nào khác không? Có những yêu cầu gì đối
với dữ liệu?
Bước này quan trọng bởi vì câu trở lời cho những câu hỏi đặt ra sẽ xác định
được mục tiêu của dự án.
20
Bước 2: Tạo cơ sở dữ liệu cho dự án
Bước 2 là tạo cơ sở dữ liệu cho dự án. Quá trình gồm 3 bước 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 tượng, 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.
Bước 3: Phân tích dữ liệu
Bước thứ ba là phân tích dữ liệu. Như 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 như:
 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 đường...
Bước 4: Hiển thị kết quả
Bước thứ tư là hiển thị kết quả phân tích.Trong nhiều trường hợp, kết quả của
phân tích GIS tốt nhất là được trình bày dưới 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.
21

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 nước thải
cho thành phố đang phát triển Greenvalley. Chính quyền thành phố dự định sử dụng
nguồn nước dự trữ và xử lý nước thải để phục vụ cho nhu cầu về nước.
Bước 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
nước thải mới. Chính quyền thành phố chưa bao giờ sử dụng mô hình GIS cho bài
toán tương tự. Kế hoạch cho trạm xử lý hiện tại đã được hình thành từ nhiều năm
nay bằng cách xây dựng bản đồ, chồng xếp các lớp thông tin... Cách tiếp cận này là
tương đối phù hợp nhưng tốn thời gian và không tham khảo được ý kiến của công
chúng.
Bài toán lại càng trở nên khó giải quyết hơn khi đô thị ngày càng được mở
rộng và các yêu cầu về bảo vệ sức khỏe và môi trường 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 được mọi yêu cầu. Hội đồng muốn biết các thửa đất nào có
thể dùng để xây dựng trạm xử lý nước thải. Trên bản đồ kết quả phải thể hiện được
những vị trí nào thích hợp nhất và những vị trí không được phép xây dựng trạm xử
lý nước 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 nước.
 Nằm ngoài vùng trũng để tránh bị ngập nước.
 Nằm cách sông không quá 1000m để giảm chi phí xây dựng đường ống nước
sạch.
 Nằm cách khi dân cư 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 nước thải chính (tốt nhất là 500m).
22
 Nằm cách đường 50m.
 Vùng xây dựng phải có diện tích ít nhất là 150,000m
2
.

Bước 2: Tạo cơ sở dữ liệu cho dự án
Trước 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:
Chuẩn bị dữ liệu để phân tích
Trên cơ sở xem xét các dữ liệu, chúng ta xác định được những layers nào có
thể sử dụng ngay được 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 lượng dữ liệu.
 Chuẩn đổi dạng formats của dữ liệu.
 Số hóa dữ liệu mới.
 Khai báo hệ tọa độ.
 Đưa các layers về cùng một hệ tọa độ chiếu mới.
23
 Ghép các layers liền kề.
Bước 3: Phân tích dữ liệu
Trong quá trình xây dựng dự án cần phải tính đến phương pháp phân tích và
liệt kê các bước quan trọng cần thực hiện. Cần tạo sơ đồ xử lý để hướng dẫn thực
hiện. Dưới đây là sơ đồ các bước xử lý cho dự án trạm xử lý nước thải:
24
3 giai đoạn của quá trình phân tích:
Giai đoạn một, bạn cần tạo một layer cho các vùng mà dự án không được nằm
ở đấy và một layer cho các vùng mà dự án có thể rơi vào được.
Giai đoạn hai, bạn sử dụng các layers này để chọn các thửa thích hợp. Kế tiếp,
từ các thửa này lại chọn ra các thửa còn để trống để tạo ra layer các thửa đất thích
hợp.
Trong giai đoạn thứ ba, dựa trên các tiêu chí của hội đồng thành phố để chọn
ra những thửa đất thích hợp nhất, tức là thửa đất phải nằm trong vòng 50m cách
đường giao thông và trong bán kính 500m và 1000m của các trạm nước thải. Bạn

cũng cần phải kiểm tra xem thửa đất có đủ lớn để xây dựng được trạm xử lý hay
không
Bước 4: Hiển thị kết quả
Biểu diễn kết quả trên bản đồ và cho hiển thị những thửa đất được xem là
thích hợp và thích hợp nhất với dự án. Bản đồ sẽ giới thiệu với công chúng các thửa
đất dự định chọn, mô hình độ cao ở dạng grid để công chúng có thể thấy được
những thửa đất ở vùng cao và vùng trũng của thành phố.
25