Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS sơ đồ địa bàn phường Vĩnh Thọ - TP.Nha Trang

GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
1
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
2
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
3
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Trước đây, GIS ứng dụng vào lĩnh vực số hóa bản đồ. Tuy nhiên trong
những năm gần đây GIS đã được ứng dụng nhiều trong công tác phân tích, xử lý,
cập nhật và quản lý dữ liệu cho các lĩnh vực khác nhau. Khoa học thông tin địa lý
đã và đang trong việc phân tích và xử lý và quản lý số liệu. Do vậy, ứng dụng GIS
vào công tác quản lý trên địa bàn tỉnh, phường sẽ dễ dàng kiểm soát các biến động
và cập nhật các thông tin trên đối tượng đặc biệt và hộ khẩu là một giải pháp hữu
hiệu.
Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, Thạc sỹ Nguyễn Thủy Đoan Trang, trong
thời gian qua, em đã có dịp tìm hiểu và xây dựng cơ sở dữ liệu GIS sơ đồ địa bàn
phường Vĩnh Thọ .
Qua đợt thực tập này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô Nguyễn Thủy
Đoan Trang, giáo viên trực tiếp hướng dẫn đề tài đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo em
hoàn thành đề tài.
Em xin cảm ơn tới thầy cô của khoa Công Nghệ Thôg Tin, trường Đại học

Nha Trang đã tạo điều kiện tốt cho em thưc hiện đề tài.
Em xin cảm ơn tới chú Ngô Văn Thảo, trưởng Công An phường Vĩnh Thọ
đã tạo điều kiện tốt và cung cấp những tư liệu cần thiết giúp ích cho em trong quá
trình thưc hiện đề tài.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng trong quá trình thực hiện đề tài em
không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong quý thầy cô và các bạn quan tâm đóng
góp ý kiến để đề tài thực tập tốt nghiệp ngày càng hoàn thiện hơn.
Nha Trang, ngày 15 tháng 06 năm 2010
Sinh viên thực hiện :
Nguyễn Văn Lợi
Nguyễn Thị Mong
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
4
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................ 4
MỤC LỤC .............................................................................................................. 5
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 7
ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................... 7
MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU ĐỀ TÀI ...................................................................... 8
1. Mục tiêu .................................................................................................... 8
2. Yêu cầu ....................................................................................................... 8
PHẠM VI TÌM HIỂU ......................................................................................... 8
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ ................ 9
1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN ................................................................... 9
1.1 Giới thiệu .................................................................................................. 9
1.2 Thông tin địa lý ......................................................................................... 9
1.3 Hệ thống thông tin địa lý ........................................................................... 9
1.4 Khoa học thông tin địa lý ......................................................................... 11
1.5 Các thành phần của GIS .......................................................................... 12

2. CHỨC NĂNG CỦA GIS .............................................................................. 13
2.1 Thu thập dữ liệu ...................................................................................... 13
2.2 Lưu trữ dữ liệu ........................................................................................ 14
2.3 Phân tích dữ liệu ...................................................................................... 14
2.4 Hiển thị dữ liệu ........................................................................................ 15
3. ỨNG DỤNG CỦA GIS ................................................................................ 15
4. DỮ LIỆU GIS ............................................................................................... 17
5. THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ ................................................. 20
5.1 Thu thập dữ liệu địa lý ............................................................................. 20
5.2 Nhập dữ liệu từ bản đồ giấy ..................................................................... 20
5.3 Chuyển đổi cấu trúc dữ liệu ..................................................................... 21
5.4 Tiền xử lý dữ liệu bản đồ vector .............................................................. 22
CHƯƠNG 2. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH AVENUE ........................................ 24
1. GIỚI THIỆU VỀ NGÔN NGỮ AVENUE .................................................... 24
1.1 Giới thiệu ................................................................................................ 24
1.2 Đặc điểm của ngôn ngữ Avenue .............................................................. 24
2. CẤU TRÚC NGÔN NGỮ AVENUE ............................................................ 24
2.1 Các kiểu đối tượng dữ liệu trong Avenue ................................................ 24
2.2 Các toán tử trong Avenue ........................................................................ 32
2.3 Biến và tầm vực của biến ......................................................................... 34
2.4 Các phát biểu ........................................................................................... 34
2.5 Điều khiển giữa các Script ....................................................................... 38
2.6 Đối tượng AV và từ khóa SELF .............................................................. 38
2.7 Lớp MsgBox và Dialog .......................................................................... 40
CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG TIN ............ 44
1. KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG .......................................................................... 44
1.1 Hiện trạng cơ sở hạ tầng .......................................................................... 44
1.2 Tình hình xã hội ...................................................................................... 44
1.3 Đặc tả bài toán ......................................................................................... 45
2. THIẾT KẾ DỮ LIỆU .................................................................................... 46

SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
5
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
2.1 Dữ liệu không gian .................................................................................. 46
2.2 Dữ liệu thuộc tính .................................................................................... 51
2.2.1 Mô hình quan niệm dữ liệu ................................................................... 51
2.2.2 Mô hình tổ chức dữ liệu ....................................................................... 52
2.2.3 Mô hình vật lý dữ liêu .......................................................................... 52
CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ................................................. 62
1 KẾT NỐI DỮ LIỆU VỚI AVENUE .............................................................. 62
2 XÂY DỰNG GIAO DIỆN ............................................................................. 68
3 XÂY DỰNG CHỨC NĂNG .......................................................................... 87
CHƯƠNG 5. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ........................................................ 101
5.1 CẤU HÌNH MÁY TÍNH ........................................................................... 101
5.2 SỬ DỤNG CHỨC NĂNG VÀ CÁC CÔNG CỤ ...................................... 102
5.3 SỬ DỤNG FONT CHỮ TIẾNG VIỆT TRONG ARCVIEW ..................... 104
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 107
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ................................................................................. 107
HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................................................................. 108
PHỤC LỤC ......................................................................................................... 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 114
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
6
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thế kỷ 21, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ mà đặt biệt là
lĩnh vực công nghệ thông tin ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống,
nhu cầu về thông tin về lãnh thổ, quy hoạch phát triển, thông tin về văn hóa, kinh tế
xã hội, an ninh xã hội ngày càng lớn, nó đòi hỏi ngừơi quản lý phải biết nắm bắt,

phân loại và xử lý thông tin một cách khoa học. Do vậy mục tiêu là phải xây dựng
một hệ thống cơ sở dữ liệu thống nhất, từ đó cung cấp các thông tin hỗ trợ giúp
quyết định phát triển kinh tế địa phương thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa
đất nước.
Ngày nay, đã có nhiều phần mềm ứng dụng ra đời thay thế cho các thao tác
thủ công đem lại nhiều hiệu quả cao. Trong lỉnh vực an ninh trật tự xã hội, thì khối
lượng thông tin là vô cùng lớn, nhưng yêu cầu phải quản lý và cung cấp thông tin
chính xác cho người quản lý. Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý an
ninh trật tự khu vực ở nước ta chỉ là những bước đi ban đầu, khi mọi thao tác chỉ
vẫn chỉ là thủ công gây khó khăn cho việc lưu trữ, truy xuất thông tin. Đối tượng
tội phạm cần phải được theo dõi các thông tin thường xuyên, khối lượng thông tin
cần phải lưu trữ, cập nhật là rất lớn bao gồm những thông tin vị trí ở, hình dạng,
thông tin vể gia đình của các đối tượng. Nên cần đảm bảo độ chính xác cao, tìm
kiếm dễ dàng và nhanh chóng hơn. Nhất là trong xu thế hội nhập khu vực và quốc
tế thì việc ứng dụng và phát triển công nghệ tin học cho tất cả các lĩnh vực nói
chung, lĩnh vực quản lý an ninh khu vực là một tất yếu khách quan.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một trong những công cụ hỗ trợ đắc lực,
hiệu quả nhất làm cơ sở cho lãnh đạo địa phương hoạch định chính sách, ra quyết
định một cách chính xác, nhanh chóng trên cơ sở hệ thống dữ liệu tự nhiên và kinh
tế - xã hội được lưu trữ, cập nhật. Trong lĩnh vực quản lý tài nguyên và môi trường
nó là công cụ đắc lực cho phép phân tích, đánh giá đầy đủ hiện trạng và tiềm năng
các nguồn lực tài nguyên thiên nhiên (nhân khẩu, đất đai, khoáng sản, nguồn nước,
môi trường...) để từ đó định hướng khai thác, quản lý hiệu quả, tiết kiệm nhất các
nguồn lực đó. ArcView Gis là một trong những phần mềm trong việc quản lý cơ sở
dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính. Cho phép người dùng nắm bắt
thông tin chính xác về địa bàn của địa phương và truy xuất dữ liệu phục vụ cho các
công tác liên quan.
Nhằm đáp ứng yêu cầu công tác quản lý tốt hộ khẩu và tình hình an ninh trật
tự, kinh tế xã hội. Ứng dụng GIS vào công tác quản lý trên địa bàn tỉnh, phường sẽ
dễ dàng kiểm soát các biến động và cập nhật các thông tin trên đối tượng đặc biệt

và hộ khẩu.
Từ những yêu cầu thực tế nêu trên, đề tài “Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS sơ
đồ địa bàn phường Vĩnh Thọ - TP.Nha Trang” sẽ giải quyết phần nào những
bất cập trong công tác quản lý thông tin hiện nay của phường.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
7
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU ĐỀ TÀI
1. Mục tiêu
 Chuyển đổi, thiết kế, xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính vào
hệ thống phần mềm ArcView3.x Gis phục vụ công tác quản lý thông tin
nhân khẩu và đối tượng tội phạm của phường Vĩnh Thọ.
 Ứng dụng GIS xây dựng công cụ hổ trợ công tác quản lý thông tin nhân
khẩu.
 Góp phần hiện đại hoá việc cập nhật, các thông tin về nhân khẩu và các đối
tượng phạm tội của phường.
2. Yêu cầu
 Tìm hiểu công nghệ GIS, chủ yếu trên phần mềm ArcView, kết nối Ar-
cView với hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL.
 Khảo sát hiện trạng tại đồn công an phường Vĩnh Thọ - TP. Nha Trang
 Số hóa bản đồ sơ đồ địa bàn phường Vĩnh Thọ.
 Xây dựng các chức năng phục vụ công tác quản lý địa bàn phường và công
tác phòng chống tội phạm
 Chương trình dễ sử dụng.
PHẠM VI TÌM HIỂU
Khảo sát hiện trạng tại đồn công an phường Vĩnh Thọ. Từ đó, phân tích
thiết kế cơ sở dữ liệu và xây dựng chương trình quản lý. Chương trình hoàn thành
sẽ được chạy thử tại địa bàn của phường Vĩnh Thọ
Để xây dựng chương trình cần tìm hiểu phần mềm ArcView3.x, ngôn ngữ
lập trinh Avenue, sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server 2005 để phân tich

và thiết kế cơ sở dữ liệu.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
8
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1 Giới thiệu
Hệ thống thông tin địa lý (GIS: Geographics Information System) bắt đàu
thâm nhập vào Việt Nam qua các dự án hợp tác quốc tế từ những năm cuối thập
niên 80 của thế kỷ XX. Tuy nhiên, cho đến giữa thập niên 90, GIS mới có cơ hội
phát triển tại Việt Nam, đây là một lĩnh vực mới.
Hiện nay nhiều cơ quan nhà nước và doanh nghiệp đã đóng ghóp và đang
tiếp cận công nghệ thông tin địa lý (công nghệ GIS) để giải quyết những bài toán
như quản lý môi trường, tài nguyên, quản lý đô thị và khu dân cư hoặc thực hiện
các bài toán thiết kế quy hoạch sử dụng đất đai, quản lý và thiết kế công trình cơ sở
hạ tầng kỹ thuật, xây dựng chiến lược về thị trường,v.v… Sự phát triển của công
nghệ thông tin địa lý với nhiều hữu hiệu đã thu hút sự quan tâm của nhiều người và
những áp dụng ngày càng phong phú đa dạng đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát
triển của khoa học thông tin địa lý (GIScience).
1.2 Thông tin địa lý
Thông tin địa lý là những thông tin về các thực thể tồn tại một vị trí xác định
trên bề mặt Trái Đất ở một thời điểm nào đó. Thông tin địa lý giúp chúng ta nhận
biết được thuộc tính của một thực thể tồn tại ở đâu và vào lúc nào.
Thi dụ: Thông tin về siêu thị, bệnh viện, trường học; thông tin về mạng
đường xe buýt; thông tin về một tai nạn giao thông; thông tin về một đám cháy;
thông tin về thòi tiết; thông tin về những vùng nông nghiệp; v.v…
1.3 Hệ thống thông tin địa lý
Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy
vấn, phân tích và hiển thi dữ liệu không gian (Clarke, 1995).
Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về GIS, xuất phát từ các tiếp cận khác

nhau, các nhà khoa học đã có những định nghĩa khác nhau về GIS.
 Xuất phát từ những lĩnh vực khác GIS, những nhà khoa học trong các lĩnh
địa chất, môi trường, tài nguyên, v.v…sử dụng GIS như là công cụ phục vụ
cho nghiên cứu của mình đã định nghĩa GIS:
 GIS là một hộp công cụ mạnh được dùng để lưu trữ và truy vấn tùy
ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những
mục tiêu đặc biệt (Burough, 1986).
 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống có chức năng xử lý các
thông tin địa lý nhằm phục vụ cho việc quy hoạch, trợ giúp quyết
định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định (Pavlidis, 1982).
 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống sử dụng cơ sở dữ liệu để
trả lời các câu hỏi về bản chất địa lý của các thực thể địa lý
(Goodchild, 1985).
 Từ những chức năng cần có của một hệ thống thông tin địa lý, một số nhà
khoa học đã định nghĩa:
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
9
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống chứa hàng loạt chức năng
phức tạp dựa vào khả năng của máy tính và các toán tử xử lý thông
tin không gian (Tomlinson and Boy, 1981; Dangemond, 1983).
 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập và lưu trữ,
truy vấn, phân tích dữ liệu không gian (Clarke, 1995).
 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng
máy tính để thu thập, luu trữ, phân tích, và hiển thị dữ liệu không
gian (NCGIA = National Center for Geographic Information and
Analysis, 1988).
 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm bốn khả năng xử
lý dữ liệu địa lý sau: (1) nhập dữ liệu, (2) quản lý dữ liệu (bao gồm
lưu trữ và truy xuất), (3) gia công và phân tích dữ liệu, (4) xuất dữ

liệu (Stan Aronoff, 1993).
 Theo quan điểm hệ thống thông tin, một số nhà khoa học đã định nghĩa:
 GIS là một hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với dữ liệu
có tham chiếu tọa độ địa lý. Nói cách khác, GIS là hệ thống gồm hệ
cơ sở dữ liệu với những dữ liệu có không gian và một tập những
thuật toán để làm việc trên dữ liệu đó. (Star and Estes, 1990)
 Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một số
phụ hệ (subsystems) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành
những thông tin có ích (Calkín và Tomlinson, 1977).
 GIS là một hệ thống thông tin đặc biệt với cơ sở dữ liệu gồm những
đối tượng, những hoạt động hay nhiều sự kiện phân bố trong không
gian được biểu diễn như những điểm, vùng trong hệ thông máy tính.
Hệ thống thông tin địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, vùng
phục vụ cho những hỏi đáp và phân tích đặc biệt (Dueker, 1979).
Như vây, hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống máy tính gồm phần mềm, phần
cứng và các thiết bị ngoại vi có khả năng trả lời các câu hỏi cơ bản; “Ai?”,”Cái
gì?”,”Ở đâu?”,”Khi nào?” và “Tại sao?”. Trong đó, các trả lời cho câu hỏi:
“Ai?”,”Cái gì?” xác định các đối tượng, các hoạt động, các sự kiện cần khảo sát;
câu trả lời cho câu hỏi: “Như thế nào?”,”Tại sao?” là kết quả phân tích của hệ
thống thông tin địa lý.
Trong tiến trình phát triển kinh tế xã hội, để đạt được một mục đích nào đó,
con người cần phải có những quyết định hợp lý và kịp thời. Những quyết định đó
thường được thực hiện sau khi thu thập thông tin từ thế giới thực và phân tích xử lý
nó theo một quan điểm nào đó. Những quyết định này tác động trực tiếp hoặc gián
tiếp trở lại thế giới thực theo khuynh hướng của người quyết định. Nếu quyết định
ấy tạo ra những kết quả có lợi hơn cho con người thì được đánh giá là tốt. Ngược
lại, nếu quyết định tác động lên thế giới thực sinh ra nhiều hậu quả có hại cho con
người thì quyết định ấy được đánh giá là xấu.
Theo quan điểm thông tin, tiến trình nói trên thể hiện một sự tuần hoàn của
dữ liệu: Dữ liệu từ thế giới thực được thu thập, lưu trữ, phân tích và ra quyết định.

Quyết định tác động trở lại thế giới thực làm thay đổi dữ liệu của thế giới thực. Rồi
dữ liệu của thế giới thực lại được thu thập, lưu trữ, phân tích và ra quyết định, vòng
tuần hoàn lại được tiếp tục. Có như thế, quyết định mới tốt và hệ thống mới có ý
nghĩa.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
10
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
Hình .1.3: Vòng tuần hoàn của dữ liệu địa lý.
1.4 Khoa học thông tin địa lý
Trong tiến trình phát triển, GIS đã được nhiều nhà khoa học sử dụng như
công cụ, đồng thời nhiều nhà khoa học khác cũng dành thời gian nghiên cứu phát
triển những công cụ GIS. Thực tế đó đã hình thành nhóm những nhà khoa học
nghiên cứu với GIS và nhóm những nhà khoa học nghiên cứ về GIS. Khoa học
thông tin địa lý (Geographic Information Science ) ra đời nhằm thúc đẩy và định
hướng các hoạt động về GIS với các định nghĩa sau:
 Khoa học thông tin địa lý là một khoa học sử dụng cá hệ thống thông tin địa
lý như những công cụ để hiểu biết về thế giới thực bằng cách mô tả và giải
thich mối quan hệ của con người với thế giới thực.
 Khoa học thông tin địa lý là một khoa học sử dụng và nghiên cứu các
phương pháp, các công cụ để thu thập, lưu trữ, phân tích, hiển thị và khám
phá thông tin không gian.
Khoa học thông tin địa lý phát triển trên cơ sở sự phát triển của khoa học máy
tính. Khoa học thông tin địa lý sử dụng và phát triển các mô hình toán để biểu diễn,
lưu trữ, phân tích, hiển thị dữ liệu về các đối tượng, các sự kiện, các hiện tượng
trong thế giới thực. Khoa học thông tin địa lý là một khoa học liên nghành của khoa
học máy tính, khoa học toán và khoa học địa lý.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
11
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.4. GIS là một khoa học liên nghành

1.5 Các thành phần của GIS
Một hệ thống GIS hoàn chỉnh gồm có hệ thống máy tính (phần cứng, phần
mềm, …); Cơ sở dữ liệu; Con người và phương pháp.
Hình .1.5a: Các thành phần của GIS
Phần cứng: Hệ thống máy tính, có thể là máy chủ trung tâm hay các máy trạm hoạt
động độc lập hoặc liên kết mạng.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
12
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.5b: Thiết bị của GIS
Phần mềm: Hiện nay có rất nhiều phần mềm phổ biến đã được thương mại hóa
như: ArcGis, Arc/Info, ArcView, Mapinfo, Idrisi, ENVI, Microstation … Các thành
phần chính trong phần mềm:
 Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý.
 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS).
 Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý.
 Giao diện đồ họa Người – Máy để truy cập các công cụ dễ dàng.
Cơ sở dữ liệu: Được coi là thành phần quan trọng của GIS. Các dữ liệu địa lý
và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được
mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Các nguồn dữ liệu phải cung cấp được
các thông tin mà hệ thống yêu cầu như: Tọa độ địa lý, quy mô, đặc điểm thuộc tính,
các mối quan hệ.
Con người và phương pháp: Là thành phần quan trọng của GIS. Những người
làm công tác quản lý hệ thống thông tin địa lý cần có khả năng nhận định về tính
chính xác, phạm vi suy diễn thông tin, kết nối các mảng thông tin trong hệ thống.
2. CHỨC NĂNG CỦA GIS
Hệ thống thông tin địa lý có bốn chức năng chính: thu thập, lưu trữ, phân
tích và hiển thị dữ liệu.
2.1 Thu thập dữ liệu
Dữ liệu là thành phần quan trọng và tồn tại lâu bền trong hệ thống thông tin

địa lý. Hầu hết các phần mềm GIS đều cung cấp chức năng để nhập dữ liệu vào hệ
thống
Dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có thể được cung cấp từ bản đồ giấy,
số liệu ghi nhận trên giấy, ảnh vệ tinh hoặc ảnh máy bay, các thiết bị đo đạc kỹ
thuật số, các thiết bị định vị mặt đất, các thiết bị định vị vệ tinh (GPS: Global
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
13
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
Position System), hệ thống thu thập dữ liệu tự động (SCADA: Supervisory Control
And Data Acquisition),…
2.2 Lưu trữ dữ liệu
Các đối tượng không gian địa lý có thể biểu diễn theo mô hình vector hoặc
raster.
Mô hình vector: Mô hình dữ liệu vector biểu diễn các đối tượng địa lý trên
mắt đất bằng những điểm, đường, vùng trong mặt phẳng tọa độ Descartes. Mỗi
điểm được xác định bởi cặp tọa độ (x,y), mỗi đọan biểu diễn bằng một chuỗi những
cặp tọa độ (x
i,
y
i
), một vùng được xác định bởi một đường khép kín và được biểu
diễn bằng một chuỗi cặp tọa độ (x
i,
y
i
) có tọa độ điểm đầu và tọa độ điểm cuối trùng
nhau.
Mô hình raster: Mô hình dữ liệu ấn định vị trí của các đối tượng không gian
vào các ô lưới hình ô vuông ( hoặc hình chữ nhật hay tam giác nhưng rất ít được sử
dụng) có kích thước bằng nhau gọi là pixel, được xác định bằng tọa độ (x,y) là số

thứ tự của hàng cột của pixel. Trong cấu trúc raster, đường được biểu diễn bằng
những pixel có cùng giá trị thuộc tính f(x,y) kề nhau, trải rộng ra theo một phương
nào đó. Vì trong cấu trúc raster, các pixel được xếp theo hàng, cột như một ma trận
điểm nên đường ở đây không trơn, có dạng zic-zac. Vùng được xác định bằng một
mảng gồm nhiều pixel có cùng giá trị thuộc tính f(x,y) kề nhau, trải rộng theo nhiều
phương.
Dữ liệu thuộc tính có thể lưu trữ gắn kết trong mỗi bảng thuộc tính của đối
tượng không gian hoặc là các bảng dữ liệu hoàn toàn độc lập, khi cần thiết thì bảng
dữ liệu này được kết nối vào bảng thuộc tính của đối tượng không gian tạo thành
dữ liệu địa lý.
Dữ liệu trong một hệ thống thông tin địa lý được truy vấn theo hai phương
thức:
 Truy vấn từ đối tượng không gian để tìm thuộc tính: Trong cách truy vấn
này, người dùng phải xác định được vị trí của đối tượng cần quan tâm, sau
đó xem thuộc tính của chúng.
 Truy vấn theo dữ liệu thuộc tính để tìm vị trí của đối tượng trong không
gian bằng cách xây dựng các biểu thức dựa vào các điều kiện ràng buộc.
Trong trường hợp này, người sử dụng đã biết các đặc điểm của đối tượng
và muốn tìm ra vị trí của đối tượng đó.
2.3 Phân tích dữ liệu
Phân tích dữ liệu là khả năng trả lời những câu hỏi về sự tác động lẫn nhau
của những mối quan hệ không gian và thuộc tính giữa nhiều tập dữ liệu. Có nhiều
phương pháp phân tích dữ liệu trong GIS, tùy vào từng mục tiêu và nguồn dữ liệu
củ thể mà ta có thể chọn phương phân tích khác nhau:
 Thao tác phân tích trên một lớp dữ liệu (Single Layer Operations) là những
thuật toán xử lý dữ liệu trên một lớp như thuật toán buffer, truy vấn thuộc
tính từ thuộc tính, truy vấn thuộc tính từ không gian, truy vấn không gian từ
thuộc tính hoặc tạo những tập dữ liệu mới được thực hiện trên một lớp dữ
liệu.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong

14
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
 Thao tác phân tích dữ liệu trên nhiều lớp dữ liệu (Multiple Layer
Operations) là những thao tác trên nhiều lớp dữ liệu không gian để thực hiện
các thuật toán phân tích: chồng lớp (union, intersect, indentify), phân tích
gần kề, phân tích tương quan không gian,…
 Mô hình hóa không gian (Spatial Modeling) là xây dựng những mô hình để
giải thích và dự báo theo không gian, mô phỏng không gian, thuật toán nội
suy không gian.
 Phân tích mẫu điểm(Point Pattern Analysis) thực hiện các thuật toán phân
tích số đông trên những lớp dữ liệu không gian điểm.
 Phân tích mạng (Network Analysis) ứng dụng vào những đối tượng dạng
đường, những đối tượng này được tổ chức trong mạng lưới liên kết.
 Phân tích bề mặt (Surface Analysis) bao gồm những thuật toán phân tích,
cần đến phân tích 3D của những biến phân bố không gian.
2.4 Hiển thị dữ liệu
Chức năng hiển thị trong hệ thống thông tin địa lý là biến ngôn ngữ của máy
tính thành ngôn ngữ thân thiện với người dùng, hiển thị những kết quả truy vấn
hoặc phân tích không gian. Dữ liệu GIS được hiển thị lên màn hình máy tính hoặc
trên giấy in để cung cấp thông tin cho người dùng. Trong GIS người ta dùng hình
ảnh, hình vẽ, mô hình trực quan, chữ viết, biểu đồ, bản đồ, bảng thống kê, ký hiệu,
màu sắc, âm thanh để trình bày vị trí và thuộc tính của các đối tượng và các kết quả
phân tích.
3. ỨNG DỤNG CỦA GIS
GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian,
nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự nhiên như là:
quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộ
trình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật. Trong phần lớn
lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ hỗ trợ quyết định cho việc lập kế
hoạch hoạt động.

SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
15
Quản lý tài nguyên thiên
nhiên
Lập bản đồ rừng
Quản lý chất thải
Mạng lưới xử lý
chất thải
Môi trường nước
Mạng lưới tuân thủ luật
môi trường
Đánh giá tác động môi
trường
Đánh giá chính sách
Hình 3: Một số lĩnh vực ứng dụng của GIS
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
 Môi trường: Theo những chuyên gia GIS kinh nghiệm nhất thì có rất nhiều
ứng dụng đã phát triển trong những tổ chức quan tâm đến môi trường. Với
mức đơn giản nhất thì người dùng sử dụng GIS để đánh giá môi trường, ví
dụ như vị trí và thuộc tính của cây rừng. Ứng dụng GIS với mức phức tạp
hơn là dùng khả năng phân tích của GIS để mô hình hóa các tiến trình xói
mòn đất, sự lan truyền ô nhiễm trong môi trường khí hay nước, hoặc sự
phản ứng của một lưu vực sông dưới sự ảnh hưởng của một trận mưa lớn.
Nếu những dữ liệu thu thập gắn liền với đối tượng vùng và ứng dụng sử
dụng các chức năng phân tích phức tạp thì mô hình dữ liệu dạng ảnh
(raster) có khuynh hướng chiếm ưu thế.
 Khí tượng thuỷ văn : Trong lĩnh vực này GIS được dùng như là một hệ
thống đáp ứng nhanh, phục vụ chống thiên tai như lũ quét ở vùng hạ lưu,
xác định tâm bão, dự đoán các luồng chảy, xác định mức độ ngập lụt, từ đó
đưa ra các biện pháp phòng chống kịp thời... vì những ứng dụng này mang

tính phân tích phức tạp nên mô hình dữ liệu không gian dạng ảnh (raster)
chiếm ưu thế.
 Nông nghiệp: Những ứng dụng đặc trưng: Giám sát thu hoạch, quản lý sử
dụng đất, dự báo về hàng hoá, nghiên cứu về đất trồng, kế hoạch tưới tiêu,
kiểm tra nguồn nước.
 Dịch vụ tài chính: GIS được sử dụng trong lĩnh vực dịch vụ tài chính
tương tự như là một ứng dụng đơn lẻ. Nó đã từng được áp dụng cho việc
xác định vị trí những chi nhánh mới của Ngân hàng. Hiện nay việc sử dụng
GIS đang tăng lên trong lĩnh vực này, nó là một công cụ đánh giá rủi ro và
mục đích bảo hiểm, xác định với độ chính xác cao hơn những khu vực có
độ rủi ro lớn nhất hay thấp nhất. Lĩnh vực này đòi hỏi những dữ liệu cơ sở
khác nhau như là hình thức vi phạm luật pháp, địa chất học, thời tiết và giá
trị tài sản.
 Y tế: GIS còn có thể áp dụng trong lĩnh vực y tế. Ví dụ như, nó chỉ ra được
lộ trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp
cứu, dựa trên cơ sở dữ liệu giao thông. GIS cũng có thể được sử dụng như
là một công cụ nghiên cứu dịch bệnh để phân tích nguyên nhân bộc phát và
lây lan bệnh tật trong cộng đồng.
 Chính quyền địa phương: Chính quyền địa phương là một trong những
lĩnh vực ứng dụng rộng lớn nhất của GIS, bởi vì đây là một tổ chức sử dụng
dữ liệu không gian nhiều nhất. Tất cả các cơ quan của chính quyền địa
phương có thể có lợi từ GIS. GIS có thể được sử dụng trong việc tìm kiếm
và quản lý thửa đất, thay thế cho việc hồ sơ giấy tờ hiện hành. Nhà cầm
quyền địa phương cũng có thể sử dụng GIS trong việc bảo dưỡng nhà cửa
và đường giao thông. GIS còn được sử dụng trong các trung tâm điều khiển
và quản lý các tình huống khẩn cấp.
 Siêu thị bán lẻ: Phần lớn siêu thị vùng ngoại ô được xác định vị trí với sự
trợ giúp của GIS. GIS thường lưu trữ những dữ liệu về kinh tế-xã hội của
khách hàng trong một vùng nào đó. Một vùng thích hợp cho việc xây dựng
môt siêu thị có thể được tính toán bởi thời gian đi đến siêu thị, và mô hình

hoá ảnh hưởng của những siêu thị cạnh tranh. GIS cũng được dùng cho việc
quản lý tài sản và tìm đường phân phối hàng ngắn nhất.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
16
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
 Giao thông: GIS có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận tải.
Việc lập kế hoạch và duy trì cở sở hạ tầng giao thông rõ ràng là một ứng
dụng thiết thực, nhưng giờ đây có sự quan tâm đến một lĩnh vực mới là ứng
dụng định vị trong vận tải hàng hải, và hải đồ điện tử. Loại hình đặc trưng
này đòi hỏi sự hỗ trợ của GIS.
4. DỮ LIỆU GIS
Mô hình cơ sở dữ liệu không gian:
Bản đồ thực chất là sản phẩm thu được
trong việc đơn giản hóa một thực thể. Nó phản
ánh đồng thời những thông tin đặc trưng và
các thông tin tổng hợp. Thông tin tổng hợp
thường được thể hiện dưới dạng các ký hiệu,
ngược lại, các đối tượng hình ảnh được biểu
diễn theo tọa độ không gian. Dữ liệu không
gian thường được hiển thị theo hai phương
pháp. Phương pháp thứ nhất biểu diễn dưới
dạng các đơn vị bản đồ. Phương pháp thứ hai
biểu diễn dưới dạng các ô lưới hay ma trận. Hai phương pháp này gọi là mô hình
vector và mô hình raster tương ứng.
Hình 4 Mô tả mô hình dữ liệu vector và raster
Mô hình dữ liệu raster:
Trong cấu trúc này thực thể không gian được biểu diễn thông qua các ô (cell)
hoặc ô ảnh (pixel) của một lưới các ô. Trong máy tính lưới này được lưu trữ dưới
dạng ma trận trong đó mỗi cell được xác định bởi giao điểm của một hàng, một cột
trong ma trận.

Trong cấu trúc này điểm được xác định bởi các cell, đường được xác định
bởi một số các cell liền kề nhau theo hướng, vùng được xác định bởi các cell mà
trên đó thực thể phủ lên.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
17
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
Biểu diễn raster được xây dựng trên cơ sở hình học phẳng ơ- cơ -lit. Mỗi một
cell sẽ tương ứng với một diện tích vuông trên thực tế. Độ lớn của cạnh ô vuông
này còn được gọi là độ phân giải của dữ liệu. Kích thước các cell càng nhỏ thì việc
biểu diễn các đối tượng càng chi tiết và chính xác. Tuy nhiên, điều này có nghĩa là
kích thước của dữ liệu rất lớn và tốn bộ nhớ.
Như vậy có thể nói cell (pixel) là phần tử cơ bản của dữ liệu dạng raster, mỗi
một pixell được gán một giá trị số, các pixell có cùng giá trị như nhau biểu diễn
cùng một đối tượng.
Các nguồn dữ liệu có thể xây dựng nên dữ liệu Raster:
 Quét ảnh.
 Ảnh máy bay, ảnh vệ tinh.
 Chuyển từ dữ liệu vector sang.
Mô hình dữ liệu Raster có những sai số nhất định như:
 Sai số do tuổi của dữ liệu.
 Sai số do tỷ lệ của bản đồ.
 Sai số do thiết bị quét không đạt yêu cầu về thông số kỹ thuật.
 Sai số do dữ liệu nguồn.
Mô hình dữ liệu raster đã được ứng dụng rộng rãi cho việc quản lý môi trường
và tài nguyên thiên nhiên, ví dụ mô hình xử lý không gian của một đám cháy được
mô hình hóa. Ngoài ra mô hình raster còn có khả năng liên kết dữ liệu viễn thám
thông qua khả năng nội suy kết hợp với mô hình số độ cao(Digital Elevation Model
– DEM) cho khả năng phân tích tổng hợp.
Mô hình dữ liệu vector:
Biểu diễn vector một số đối tượng là một cố gắng để biểu diễn đối tượng

càng chính xác càng tốt. Giả sử có một không gian tọa độ liên tục ( không lượng tử
hóa như không gian raster) cho phép xác định chính xác tất cả các vị trí, độ dài, và
kích thước của các đối tượng.
Ngoài ra, khi lưu trữ dữ liệu bằng phương pháp vector ta phải sử dụng mối
quan hệ ẩn để lưu trữ mối quan hệ phức tạp trong một khoảng chứa bé nhất. Dưới
đây sẽ trình bày cấu trúc vector sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý để biểu thị
và lưu giữ điểm, đường và vùng.
+ Thực thể điểm: Điểm có thể được xem là đại diện chung nhất cho tất cả
các thực thể địa lý và đồ họa được xác định bằng một cặp tọa độ X, Y. Nhờ cặp tọa
độ X, Y này, những dữ liệu lưu trữ loại khác được chiếu lên điểm và những thông
tin bổ trợ khác. Ví dụ, “ một điểm” có thể là một ký hiệu không liên hệ đến một
thông tin nào khác. Bản ghi dữ liệu bao gồm thông tin về ký hiệu, kích thước của
ký hiệu. Nếu “ điểm” là văn bản thì bản ghi dữ liệu bao gồm thông tin về các ký tự
được biểu diễn, kiểu chữ, kiểu căn lề ( trái, phải, giữa), tỷ lệ chia hướng
+ Thực thể đường: Đường là đặc trưng tuyến tính xây dựng từ những đoạn
thẳng nối hai hay nhiều cặp tọa độ. Đường thẳng đơn giản nhất đòi hỏi phải lưu trữ
tọa độ điểm đầu và điểm cuối ( hai cặp tọa độ X, Y) và một bản ghi về ký tự được
biểu diễn. Ví dụ ký hiệu tham số có thể được dùng để biểu thị những đường nét
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
18
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
liền hay đường đứt quãng trên thiết bị hiển thị mặc dù tất cả các đoạn của đường
đứt quãng hiển thị ấy không được lưu giữ trong cơ sở dữ liệu.
Một cung, một chuỗi hoặc một xâu là tập hợp của n cặp tọa độ mô tả một
đường liên tục. Không gian lưu trữ dữ liệu được tiết kiệm nhưng tốn thời gian xử
lý. Việc lưu trữ các cặp số ( cặp tọa độ) thích hợp cho việc sử dụng các hàm nội
suy toán học và dùng để đưa dữ liệu ra các thiết bị hiển thị. Với các điểm và các
đường đơn giản, các chuỗi có thể được lưu trữ thành các bản ghi cùng với ký hiệu
đường dùng để hiển thị.
+ Thực thể vùng : Vùng là đa giác được biểu diễn bằng nhiều cách khác nhau

trong một cơ sở dữ liệu vector. Hầu hết bản đồ chuyên đề sử dụng trong hệ thống
thông tin địa lý đều phải làm việc với các đa giác (các miền).
- Mục đích của cấu trúc dữ liệu vùng là khả năng mô tả đặc trưng Topo của
vùng ( đó là hình dáng, mối quan hệ, sự phân cấp) của các thực thể sao cho các tính
chất liên kết của khối không gian được biểu diễn, quản lý và hiển thị trong bản đồ
chuyên đề.
- Trước tiên, mỗi vùng thành phần trên bản đồ có một hình dạng, chu vi và
diện tích duy nhất, không có một chuẩn đơn nào trong tập hợp raster. Đối với khu
đo và bản đồ địa lý tính đồng dạng về không gian và kích thước rõ ràng là không
có.
- Thứ hai, các phân tích địa lý yêu cầu cấu trúc dữ liệu phải có khả năng ghi
nhận những vùng biên của mỗi vùng theo cách đường liên kết trong mạng.
- Thứ ba, các vùng trên bản đồ chuyên đề không phải ở trên cùng một mức
(chẳng hạn như đảo ở trong hồ này lại nằm trên hòn đảo lớn hơn...)
+ Các nét khác của các cấu trúc vector : Khi bàn về cấu trúc cơ sở dữ liệu
raster, có lưu ý là làm thế nào mỗi thuộc tính có thể vẽ trên một lớp riêng biệt để
tiến tới một ma trận dữ liệu ba chiều. Về nguyên tắc không giới hạn số lớp, nhưng
sự hạn chế ở đây là dung tích bộ nhớ. Khái niệm chồng lớp rất quen thuộc với
những người làm công tác bản đồ và những người quy hoạch thiết kế, ở chỗ nó
thường được tạo nên trong hệ vector, đặc biệt là nó sử dụng cho thiết kế nhờ trợ
giúp của máy tính. Không giống như các hệ raster ở chỗ mỗi thuộc tính mới trong
cơ sở dữ liệu là một lớp mới, hệ thống lớp được sử dụng trong hệ thống vector kép
được dùng để phân biệt các lớp chính của thực thể không gian, chủ yếu cho mục
đích đồ họa và hiển thị.
Thông tin các lớp thường được cộng vào dữ liệu đồ họa bằng cách mã hóa
chuỗi các bit có một “ đầu” gắn vào bản ghi dữ liệu của một thực thể đồ họa. Phụ
thuộc vào hệ thống đó, các chuỗi cho phép có 64 hay 256 lớp để biểu diễn. Nói một
cách khác, các “ đầu” thậm chí có thể được biễu diễn một cách trơn tru trong những
yếu tố của các thuộc tính phi đồ họa mà chúng được người sử dụng định nghĩa, ví
dụ như đường tàu hỏa, đường ô tô chính, sông suối. Hệ thống lớp chồng cho phép

dễ dàng đếm, đánh dấu và biểu diễn một cách có chọn lọc những thực thể đồ họa.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
19
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
5. THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ
5.1 Thu thập dữ liệu địa lý
Để các thao tác phân tích trên dữ liệu địa lý cho kết quả có chất lượng cao,
dữ liệu phải được thu thập, nhận diện và đo đạc vào cùng thời điểm, cùng độ phân
giải không gian, sử dụng cùng một công cụ nhân diện và thu thập vào hệ thống GIS
theo cùng một phương pháp.
Dữ liệu được thu thập trong hệ thống GIS thường là:
 Dưới dạng số như bản đồ số hóa, CSDL, ảnh vệ tinh…
 Bản đồ giấy, ảnh chụp, các bản vẽ khác trên giấy…
 Các báo cáo khoa học.
 Dữ liệu trắc địa.
Có hai nhóm phương pháp thu thập dữ liệu. Nhóm thứ nhất là thu thập dữ liệu
từ chính các đối tượng, phương pháp này cho kết quả chính xác nhưng chi phí cao.
Đó là:
 Trắc địa mặt đất.
 Phương pháp định vị bằng vệ tinh (GPS).
 Chụp ảnh bằng máy bay hay vệ tinh.
Nhóm thứ hai là thu thập dữ liệu từ các nguồn số hóa hay tương tự có sẵn, dữ
liệu thu thập được từ nhóm phương pháp này ít chính xác, chi phí thấp. Đó là:
 Số hóa bằng tay các bản đồ giấy.
 Số hóa tự động bản đồ giấy bằng máy quét.
 Sử dụng các CSDL bản đồ số hóa có sẵn.
5.2 Nhập dữ liệu từ bản đồ giấy
 Tỉ lệ bản đồ
 Tỉ lệ bản đồ là mức độ thu nhỏ đối tượng trên mặt đất khi biểu diễn
trên bản đồ.

 Tỉ lệ bản đồ được thể hiện bằng nhiều cách: dạng số (1:1000), dạng
chữ (1 cm trên bản đồ tương ứng 10.000 cm ngoài thực địa), dạng
thước.
 Chọn lưới bản đồ
 Lưới chiếu bản đồ là một phép toán học để chuyển đổi bề mặt cong
của trái đất thành mặt phẳng bản đồ. Không có một mặt phẳng nào
biểu diễn trái đất được thiết kế hoàn toàn chính xác, do đó có nhiều
loại lưới chiếu khác nhau ra đời phục vụ cho nhiều mục đích khác
nhau.
 Mỗi lưới chiếu có thể xác định cho một loại thuộc tính của bề mặt
lưới như lưới chiếu đồng góc, lưới chiếu đồng diện tích, v.v…
 Những vấn đề cần xem xét khi chọn lưới chiếu:
• Những thuộc tính không gian nào cần được bảo tồn.
• Dữ liệu không gian nằm ở khu vực nào: vùng cực hay vùng
xích đạo.
• Hình dáng của dữ liệu: hình vuông hay trải rộng theo hướng
đông – tây.
• Diện tích bao phủ của bản đồ lớn bao nhiêu?
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
20
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
 Nhập dữ liệu bản đồ
 Ta có thể số hóa bản đồ giấy bằng bàn số hóa hoặc nhập bản đồ bằng
máy quét. Số hóa bằng bàn số hóa là tiến trình ghi lại vị trí của các
điểm đặc trưng dọc theo đường trên bản đồ. Phương pháp này cho
kết quả dưới dạng bản đồ vector 2D. Còn kết quả của việc nhập dữ
liệu từ máy quét là số liệu raster. Nếu sử dụng công cụ phần mềm
chuyển đổi raster sang vector thì ta cũng có số liệu bản đồ vector 2D.
Một trong các đặc trưng quan trọng của dữ liệu bản đồ là độ chính
xác. Độ chính xác này phụ thuộc vào độ chính xác của bản đồ giấy

và quá trình số hóa hay quét bản đồ.
 Số hóa là tiến trình chuyển đổi các đối tượng trên bản đồ giấy sang
dạng số. Khi số hóa một bản đồ, ta sử dụng một bàn số hóa đã được
kết nối với một máy tính để đồ lại các đối tượng muốn số hóa. Các
tọa độ x, y của đối tượng đó được ghi lai một cách tự động và được
lưu trữ như dữ liệu không gian. Như vây, ta có thể tạo một lớp dữ
liệu hoàn toàn mới, hay có thể cập nhật dữ liệu cho một lớp dữ liệu
đang tồn tại.
 Bản đồ dùng để số hóa phải rõ ràng, dữ liệu được cập nhật, phẳng và
không nhày nát hoặc không bị co giãn do thời tiết thay đổi.
5.3 Chuyển đổi cấu trúc dữ liệu
Ngày nay, nhiều hệ thống GIS cung cấp các phương tiện xử lý hai loại dữ
liệu vector và raster.
Nguyên tắc chuyển đổi dữ liệu raster sang vector dựa vào sự khác biệt màu
sắc từ 0 đến 256 byte của mầu. Đối với đường và điểm việc chuyển đổi từ raster
sang vector khá đơn giản. Các vecter đường sẽ gắn mã theo mức độ xám hay theo
giá trị số màu của đường trong raster. Đối với điểm cấu trúc vector được tạo nên
bằng hệ tọa độ(x,y) của pixel và có giá trị thuộc tính hình học bằng giá trị bảng
màu từ ảnh raster. Để chuyển một vùng từ raster sang vector trước hết nhận dạng
đường biên của vùng bằng sự khác biệt các mã màu hoặc mức xám của các pixel
trong vùng, sau đó chuyển đường biên đó sang dạng vector như là một đường.
Khi chuyển đổi từ vector sang raster không tránh khỏi giảm độ chính xác.
Đây là một yếu tố làm tăng độ ngoằn ngèo và kích thước của ô ảnh raster. Khi
chuyển từ raster sang vector phần mềm GIS thực hiện một quá trình làm mảnh
đường bằng thuật toán “làm gầy”. Điều này cần thiết cho việc thiết lập các đặc tính
và thông tin cho các đối tượng trong cấu trúc vector. Tuy nhiên, khi chuyển đổi các
thuật toán tự động này sẽ làm phát sinh nhiều lỗi do nhận dạng ảnh nhầm lẫn, do đó
sau khi chuyển đổi từ raster sang vector cần phải thực hiện công tác hiểu chỉnh và
biên tập bản đồ số, mà công biên tập này thường là rất lớn.
Để raster hóa đường thẳng, ta sử dụng các thuật toán DDA, Bresenham.

Việc chọn của cấu trúc dử liệu dưới dạng vector hoặc raster tuỳ thuộc vào
yêu cầu của người sử dụng, đối với hệ thống vector, thì dữ liệu được lưu trữ sẽ
chiếm diện tích nhỏ hơn rất nhiều so với hệ thống raster, đồng thời các đường
contour sẽ chính xác hơn hệ thống raster. Ngoài ra cũng tuỳ vào phần mềm máy
tính đang sử dụng mà nó cho phép nên lưu trữ dữ liệu dưới dạng vector hay raster.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
21
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
Tuy nhiên đối với việc sử dụng ảnh vệ tinh trong GIS thì nhất thiết phải sử dụng
dưới dạng raster.
Một số công cụ phân tích của GIS phụ thuộc chặt chẽ vào mô hình dữ liệu
raster, do vậy nó đòi hỏi quá trình biến đổi mô hình dữ liệu vector sang dữ liệu
raster, hay còn gọi là raster hoá. Biến đổi từ raster sang mô hình vector, hay còn gọi
là vector hoá, đặc biệt cần thiết khi tự động quét ảnh. Raster hoá là tiến trình chia
đường hay vùng thành các ô vuông (pixcel). Ngược lại, vector hoá là tập hợp các
pixcel để tạo thành đường hay vùng. Nét dữ liệu raster không có cấu trúc tốt, thí dụ
ảnh vệ tinh thì việc nhận dạng đối tượng sẽ rất phức tạp.
Nhiệm vụ biến đổi vector sang raster là tìm tập hợp các pixel trong không
gian raster trùng khớp với vị trí của điểm, đường, đường cong hay đa giác trong
biểu diễn vector. Tổng quát, tiến trình biến đổi là tiến trình xấp xỉ vì với vùng
không gian cho trước thì mô hình raster sẽ chỉ có khả năng địa chỉ hoá các vị trí toạ
độ nguyên. Trong mô hình vector, độ chính xác của điểm cuối vector được giới hạn
bởi mật độ hệ thống toạ độ bản đồ còn vị trí khác của đoạn thẳng được xác định
bởi hàm toán học.
Hình 5.3: Chuyển đồi cấu trúc dữ liệu
5.4 Tiền xử lý dữ liệu bản đồ vector
 Các phép biến đổi hình học
 Hai cách nhìn biến đổi hệ tọa độ của các đối tượng là chuyển đổi đối
tượng trên hệ trục cố định và cố định đối tượng, chuyển dịch hệ trục.
Có hai nhóm biến đổi chính là biến đổi affine và biến đổi đường

cong.
 Với bản đồ giấy, kỹ thuật viên nhập dữ liệu bằng cách dùng chuột
hay bàn số hóa nhấn vào các điểm và bản đồ theo đường xác định
trên bản đồ giấy. Các dữ liệu được nhập có độ chính xác giảm nhiều
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
22
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
vi nhiều lý do khác nhau. Do đó, để tránh sai sót người ta áp dụng
phương pháp nắn chỉnh hình học.
 Khái quát hóa bản đồ: Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, ta có thể làm
giảm mức độ chi tiết của bản đồ gọi là khái quát hóa bản đồ. Kết quả khái
quát hóa bản đồ thu được một bản đồ dễ hiểu hơn và được biểu diễn rõ hơn.
Có ba loại khái quát hóa:
 Khái quát hóa đối tượng: được thực hiện vào thời điểm xác định, xác
định CSDL gốc, gọi là mô hình chính. Vì CSDL là biểu diễn một
phần thế giới thực nên phải thực hiện khái quát hóa ở một mức độ
nhất định các thông tin liên quan trong CSDL.
 Khái quát hóa mô hình: được thực hiện khi chuẩn bị dữ liệu để vẽ
bản đồ. Mục đích chính của loại khái quát này là giảm dữ liệu cho
các mục đích khác nhau. Nhu cầu giảm dữ liệu xuất phát từ những
nhu cầu tính toán hoặc lưu trữ, truyền tải dữ liệu trên mạng. Khái
quát hóa mô hình còn được sử dụng như là bước tiền xử lý dữ liệu
bản đồ.
 Khái quát hóa bản đồ: là khái niệm chung sử dụng để mô tả khái quát
hóa dữ liệu không gian để hiển thị bản đồ. Mục tiêu của khái quát
hóa này là phát sinh quan sát, biểu tượng hóa các đối tượng dữ liệu.
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
23
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 2. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH AVENUE

1. GIỚI THIỆU VỀ NGÔN NGỮ AVENUE
1.1 Giới thiệu
Cùng với sự ra đời của phần mềm ArcView, các nhà phát triển phần
mềm ArcView đã tích hợp trong nó một ngôn ngữ lập trình Avenue đi kèm. Tuy
nền tảng phát triển đều dựa trên các thành phần xây dựng sẵn bên trong
ArcView, nhưng với sự hỗ trợ của ngôn ngữ lập trình Avenue, những người
khai thác phần mềm ArcView không còn lệ thuộc hoàn toàn vào các công cụ có
sẵn trong phần mềm ArcView nữa, Avenue cho phép đem các thành phần có
sẵn này xây dựng nên các công cụ hỗ trợ khác nhau. Những người khai thác
phần mềm ArcView có thể áp dụng nó trong các lĩnh vực khác nhau, ở các quốc
gia khác nhau. Với các thành phần có sẵn, khi ta làm việc với ngôn ngữ lập
trình Avenue trong ArcView ta không cần biết bằng cách nào người ta đã xây
dựng và hiện thực nên các thành phần có sẵn trong ArcView, mà chỉ cần biết
các thành phần này có những chức năng gì, hoạt động như thế nào là có thể đem
các thành phần này lắp ráp lại với nhau tạo nên một ứng dụng theo ý muốn.
Ngôn ngữ lập trình Avenue dễ học và dễ sử dụng, những người có kiến thức căn
bản về tin học và biết sử dụng ArcView đều có thể tiếp cận được ngôn ngữ lập
trình này.
1.2 Đặc điểm của ngôn ngữ Avenue
Ngôn ngữ lập trình Avenue là ngôn ngữ kịch bản (script) hướng đối tượng
Ngôn ngữ lập trình Avenue không có tính nhạy cảm.
Ngôn ngữ lập trình Avenue là ngôn ngữ biên dịch.
Ngôn ngữ lập trình Avenue không hỗ trợ đệ quy.
Ngôn ngữ lập trình Avenue không cho phép tạo mới hay sửa đổi các lớp có sẵn
trong ArcView.
Các kịch bản Avenue không thể thực thi bên ngoài ArcView.
Các biểu thức trong Avenue thực thi theo chiều từ trái qua phải và không có độ
ưu tiên toán tử.
2. CẤU TRÚC NGÔN NGỮ AVENUE
2.1 Các kiểu đối tượng dữ liệu trong Avenue

 Kiểu đối tượng số
Avenue gồm chung số nguyên, thực vào một lớp chung để quản lý gọi là lớp số
học. Avenue hỗ trợ khái niệm số Null, Null là một đối tượng kiểu số và có giá
trị là Null. Giá trị Null sinh ra khi ta thực hiện một tác vụ số học không đúng.
Ví dụ: -4.sqrt ‘sẽ trả về một giá trị Null
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
24
GVDH: Nguyễn Thủy Đoan Trang Đồ án tốt nghiệp
Giá trị Null tham gia trong biểu thức thì biểu thức trả về kết quả là Null
Ví dụ: 2.5*3 + <Null Number>
 Định dạng số
Lớp số học, Script và đối tượng số trong Avenue cung cấp thuộc tính Format
cho phép ta điều khiển đầu ra của chuỗi dạng số. Avenue dùng chữ d để quy
ước số lượng chữ số trong chuỗi ra.
Ví dụ:
aNumber.SetFormat(“d.dd” ): Định dạng chuỗi ra cho cho đối tượng số
aNumber ít nhất một chữ số bên trái và chỉ có đúng hai chữ số bên phải.
Number.SetDefFormat(“d.dd”): Định dạng chuỗi số ra cho tất cả các đối tượng
số trong project có dạng “d.dd”
aScript.SetNumberFormat(“d.dd”): Định dạng chuỗi số ra cho tất cả các đối
tượng số trong script có dạng “d.dd”
Khi thực thi, đối tượng số kiểm tra định dạng của chính nó, sau đó tới script
chứa nó, project chứa nó, cuối cùng là dạng của hệ thống.
Để bỏ định dạng số cho một đối tượng số ta truyền vào chuỗi format là rỗng
Ví dụ:
aNumber.SetFormat(“”)
Một số yêu cầu trên lớp số học được tóm tắt trong bảng sau.
Tên yêu cầu Kiểu trả về Ý nghĩa
AsString String Chuyển một số sang
chuỗi

MakeRandom(min,max) Number Lấy một số bất kỳ
trong khoảng từ min tới
max
Round Number Làm tròn về dạng số
nguyên
Sqrt Number Lấy căn bậc hai của
một số
Ví dụ:
1234.56.AsString ‘ Kết quả trả về là chuỗi “1234.56”
Round(123.34) ‘Kết quả trả về là 123
SVTH: Nguyễn Văn Lợi – Nguyễn Thị Mong
25