Nghiên cứu khảo sát một số mô hình dữ liệu không gian trong hệ thống thông tin địa lý vector hệ thông tin

õ

n£, 7

ĐẠI MỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ

TRẨN HỔNG QUANG

N G H IÊ N
D ữ

L IỆ U

C Ứ U

K H Ả O

K H Ô N G

T H Ô N G

S Á T

G IA N

T IN

Đ ỊA

M Ộ T

T R O N G
L Ý

s ố

M Ô

H Ệ

T H Ố N G

V E C T O R

LUẬN VẢN THẠC SỸ
C H U Y Ê N N G À N H : TIN HỌC
M Ả N G À N H : 010110

NGƯỜI IIƯỚNG DẪN: PGS TS ĐẶNG VÃN ĐÚC

j f)A HỌC Suôc. GIA HA NỘI

j TRMGTẠ^Ị-HÔn-VTi,'.. i hư VIỆN
No \L 'lO J A q f
L_._______

HẢ N Ộ I - 2 0 0 3

H ÌN H

Hộ thống thông tin (lịa lý

T rầ n Nồng Q uaiiíí

CHƯƠNG I
T Ổ N G Q U A N VỀ CÁC HỆ T H Õ N G T H Ô N G T IN Đ ỊA LÝ

I.

K hái n iệ m v ê

G IS

Có rất nhiều hệ thống phần mềm máy tính dang tồn lại để xừ lý bản dồ và
các dữ liệu không gian khác. MỘI trong số các cụm từ phong phú được dùng để mô
tả sự khác nhau đó là hệ thống thơng tin địa lý (GIS - Geographic Iníịrmation
system).
Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về G1S và do đó nó gây ra sự tranh luận
nhiều nhung sau đây là định nghĩa cư bủn nhất của GIS. Một hệ thống thông tin dịa
lý là một công nghệ máy tínli c ơ hàn dùng dể xử lý, tổ chức và phân tích khơng
gian. GIS bao gồm tồn bộ các thành phần: quản lý dữ liệu cơ sở, vẽ bản đồ, xử lý
ảnh và phân tích thống kê.
Dữ liệu khơng gian như cơng t r ì n h kiến trúc hồ, đường hoặc những vật có
kích thước lớn. Tọa tlộ sẽ chi ra dối lượng dang ừ dâu, các thuộc tính sẽ chỉ ra dùi
tượng có cấu t r ú c kim loại, tuổi thọ và quyền sở hữu, dây là những thuộc tính cho
biết đối lượng là cái gì. MỘI hệ thống CilS sẽ sử dụng cả hai kiểu thơng tin cùng
nhau vói thơng tin về sự liên quan giữa dữ liệu không gian và dữ liệu khơng phải là
kliơng gian. Bằng cách khai thác kích thước khơng gian, lliơng tin có thể dược nhìn
thấy bằng một cách mới, giúp nâng cao liưn chất lượng việc quyết định xử lý.

Một bản dồ số hỏa có lliể diễn là một tập bản đồ cùa một vùng dịa lý, mỗi
trang của nó bao gồm các loại íliơng tin khác nhau trên cùng một vùng. Một trang
cũng có thể bao gồm thơng tin về do dạc, trang khác có thể là về lớp đất và có thể là
về dộ cao...

NglìiCn á m khiu) sát một sồ »lị hình dù liệu không gian trong họ thống thông tin (lịa lỹ vcctor (Cìir> .


IIỘ thống thông tin (lịa lý

2

T rầ n Ilồ n g Q uang

ỉỉìnli l. Cấu trúc tầng của GIS
Mỗi lớp của tập bàn dồ vùng có thể bao gồm các llìơng tin liên quan lởi tất
cà một vùng hoặc một phần nào dỏ cùa một vị trí trong vùng. Các lớp này được
biết như là một cách sắp xếp trật lự cùa bản dồ. Mối lớp có thể phù lên nhau bời các
lớp của một loại thông tin . Khi tất cả các lớp đó được chồng lên thì cơ sở dữ liệu
địa lý được hình thành.
Ncu muốn lim kiếm lliông till Iron mộl tuyến dường và đất dai sử dụng (hì
các lớp bản dồ gồm những ihơng tin tìm kiếm sẽ dược hiến thị. Một thuận lợi cùa
bản đồ máy tính liố so vói bán dồ giấy thơng thường là việc thay cho việc nhìn trên
bản dồ tại một thời diểm với những lliòug tin yêu cầu sẽ dược hiển thị trực quan
trên bản đồ.
Các thuộc tính địa lý dược hiển thị trên các lớp bàn đồ mà nó giống như là
các thực thể. Một thực thể là một SỊI' thể hiện dồ lioạ dữ liệu lưu trong C0 sở dữ liệu
hoặc bảng tính. Ví dụ, một lớp bàn dồ bao gồm các thành phổ, nó cấu tạo bởi các
thực thể điểm và các biểu lượng dirợc dùng để mô tả và xác định các thành phô.
Mỗi một thành phố được gắn liền với một bản ghi trong cơ sờ dữ liệu hay trong

bảng tính. Các thuộc lính này bao gồm các thuộc tính cùa thành phổ như dân số, thu
nhập dầu ngưừi và số lượng tnrừng học. Các thuộc lính này do người dùng xác định
và nó có thể bao gồm bất cứ Ihòng tin nào liên quan den thành phố đó.

Nghiêncứu kháosát một sổmõhình(lừIìC
m
i khơnggiantrongliộthốngthơngtinđịa lývector (GISvector)
7


3

I lệ thống thông tin địa lý

X

*

Trân llôn g Quang

Một dối lượng cùa thố giới thực dược mô tá trong phạm vi bàn dò hấu như
bao gồm tất cả các tlniộc tính mù tíi dối tượnp.
Ví dụ, một bản dồ máy tính hố thề hiện các con dường có thể gắn với một
cơ sở dữ liệu ghi các tlniộc tính như chiều dài, loạiđường, bềmặt.., mọi thuộc tính
dùng để thể hiện con đường trên bàn dồ.
Một mã số duy nhất sẽ dược dùng dểliên kết giữa dữliệu trong

CSDL và

đôi tượng trong phạm vi lóp bản dồ.

II)

Len ” til

"Class

/

1016.62

1

2

321.33

2

3

1223.25

1

Hình 2. Háng Hên kết cóc thuộc ÍỈIIỈI
Các thuộc tính tương tự có lliể được gắn với các vùng cùa bàn dồ. Một vùng
của bản dồ dược tham chiếu đến như một thực thể da giác và được xác định hởi các
dường bao xung quanh.
Toạ độ địa lý dùng để xác định vị trí địa lý của các dữ liệu tham chiếu, điều

này giúp cho các thực thể trên bán dồ sử dụng để biễu diễn một đặc tính trên mặt
dai, nó dược ghi vào bằng việc

SU'

dụng loạ độ dịa lý thế giói thực và thuộc tíuli lien

quan tới thực thể có thể dược truy nhập bằng cáclt tham chiểu tới vị trí dịa lý của
thực thể .

Nghiêncứukhảosát một sốmơliìnhdữliệukhơnggiantronghộthốngthơngtintỉịalývector (GISvcclor)
3


Hệ thống thông (ill địa lý

4

T rầ n Mồng Quang

1.1 N g u ồ n g ố c c ủ a G IS
Nguồn gốc của GIS là sự phát trien dữ liệu thơng thường sang dữ liệu máy
tính, nó kết hợp thành không gian tlụrc cùa dối tượng.
Cùng với tliời điểm pliát triển, chủ đề hệ thống thông tin đất dai (HTTTĐ)
cũng được phát triển. I H 1 I D dã dược sử dụng trong một thời gian dài cho việc
phát trien cư sờ dữ liệu máy lính

v;ì

nó tlã lỏ'11 lên ngồi dự tính. Đổ lưu dữ và tích

hợp phần lớn các thông tin vồ hề mặt đất như các vết dịa hình, đơn vị kinh tế, các
chù cơng trình xã hội. Dẻ hiểu clirực cơng việc xử lý liìnli dáng, giá trị và các mẫu
cùa đất và vì thế quàn lý lốt mặt dal, phân tích là bản chất cùa van đề.
1 .2 T ư ơ n g lai c ủ a G IS
Neu cài lien kỹ thuật cỉ IS tlù sẽ mang lại nhiều lựi ích. Việc phát triển sẽ trở
lại là kết quả là nhiều ứng dụng rộng rãi dược đưa vào trong thực tế quàn lý chính
phù thương mại và cơng nghệ.
Bàn dồ llurờng được sứ (-lụng dể tlị lìm và khai thác tài ngun. Cơng nghệ
GIS như là sự mỏ' rộng cùa ngành khoa học vẽ bàn đồ, là sự mở rộng và phân tích
có hiệu quả cùa bản dồ truyền thống.
Hiện nay các khoa học nhận dạng thông dụng, môi trường của con người
dang dược hoạt (.lộng, công Iigliệ Ci IS dang trở thành những công cụ cơ bủn nhất
trong sự cổ gắng hiểu được sự xư lý cùa các lliay dổi lổng thể.
Sự phong phú ciia nguồn thông till bàn dồ và vệ tinh có thể dược kết hợp
trong một mẫu mà có thổ I11Ơ tả dưực sự lương tác phírc tạp của hệ thống lự nhiên.
Dù chức năng hiểu như là I11ỘI kiẻu trực giác, một hộ thống GIS có thể dược
sừ dụng dể sàn sinh ra hệ CSDL chứ khơng chì là các sàn phẩm như bản đồ. Các hệ
thống này cho phcp nghiên cứu dể quan sát dối tượng trong một phương thức mà
thực sự chưa được nhìn thấy trước dó . Chúng thường xun dược sử dụng hữu ích
trong công tác nghiên cứu GIS mà không bắt buộc phải là nhà khoa học.
Các diều kiện của trái đắl Iilur úp suất, bề mặt cỏ thể tlirợc xác dịnh bới dữ
liệu vệ tinh cung cấp vào troné, hệ thống GIS. Công nghệ GIS cho phép nghiên cứu
khả năng dể xác định sự biến dổi xảy ra trên bề mặt trái đất qua ngày, tháng, năm.

Nuhiêncứu kliãosát inộl sổ1110hìnhlili liệukliịnuL*i;uitronghộthốngthơngtill dinlývector(GỈSvector)
4


5

Hệ thống thông tin địa lý

T rầ n Hồng Q uang

Ví dụ, sụ thay dổi mạnh mẽ CÌKI các mối liên hệ trong hệ tliổng, xác dịuh mức dộ
thiệt hại xảy ra ở một vùng cụ thể. Kct quà đồ lioạ dược biết nlur là một chỉ số thực
bình thường, nó biểu diễn mối liên hệ giữa các thành phần trong hệ thống. Làm việc
với hai sự biến đổi qua thời gian sẽ cho phép nghiên cứu để xác định sự khác nhau
giữa các thời diểm của một hệ thống. Sự phân tích này có thể thực hiện được bời cả
hai là công nghệ GIS và dữ liệu số tồn lại trong vùng và phạm vi tổng thẻ.
1 .3 C á c p h ư ơ n g t i ệ n c ủ a G IS
Một hệ thống GIS hao gồm 3 thành phần cư bản; phần cứng, phần mềm và
dữ liệu. Phần cứng là máy tính và các plurơng tiện khác như lliiốt bị dầu vào và dầu
ra mà trên dó phần mềm có lliO cliạy. Phần

1110111

bao gồm các chương trình, nó cliĩ

dẫn cho máy tính những việc cần làm. Dữ liệu bao gồm các vấn đề về dồ hoạ (bản
đồ, ảnh chụp và ảnh vệ tinh), các con số hay là dữ liệu văn bản mà nó

I1ÌỊ

tà các đặc

tính cùa thế giới llụrc-cái mà sẽ dược vẽ trên bản dồ. Ba thành phân trên sẽ dược
trộn lẫn chặt chẽ vào nhau và can một số lượng lliao tác khác.

1.3.1 Phần cứng
Miện nay có rất nhiều phần cứng mà các hộ thống CìlS có thổ triển khai. Giá
cà biến dổi phụ thuộc vào khá năng xử lý cua máy tính, các trạm phục vụ va mức độ
sứ dụng chúng.

Nglìiên cứu kháo sát mơt so

I 11Ị

hình dữ lièu khịim lỊÌan tronẹ hệ thong thơng tin tlịa lý vet ỉ

5

. ÌIS vcctor)


6

I lộ thống thông till địa lý

T râ n Hông Q uang

1’hân lớn các bộ xứ lý tiều có thổ dùng chung cho nhiều người và có thổ xứ
lý một lượng lán dữ liệu khi có yêu cầu CÚM hệ lliống GIS. Các trạm làm việc
thường cơ bản là bộ xử lý nhanh và chạy trên hệ diều hành Unix, Windows, Linux,
MAC - nó cho plicp quàn lý (lung lượng dĩa cứng lớn và độ phân giải màn hình cao
phục vụ cho đồ hoạ tot.
Phạm vi giá cả, khá năng xứ lý của máy lính PC và máy lính lớn có nhiều
biến đổi. Việc chọn một nền tàng plìủn mềm mà chắc chắn dược nâng cấp sau này là
điều cần phải lưu tâm, nó phụ lliuộc vào mức độ dữ liệu và yêu cầu xử lý cùng với

giới hạn lài chính.
Chính nhờ sự phát triển nhanh chóng cùa thị tnrờng PC nên tốc dộ xử lý và
dung lượng lưu trữ của PC ngày càng lăng nhanh trong khi giá cả lại hạ xuống.
Điều này có nghĩa là hầu hết các ứng dụng càng tăng lên thì nó lại làm giảm tương
đối về giá cả.
GIS có thể dược coi nlnr là một hộ thống được máy tính hố, nó có tlìể lựa
chọn, quản lý và hiển thị nhiều thao tác phân tích và cho ra những sàn phẩm dữ liệu
khơng gian lliam cliiổu. Phần cứng pliai yêu cầu phái (lien hoạt tlộng và pliát sinh
các thông tin cỏ thể bao

s

gồm các plui'onu,liện sail.

Cức thiết bị (lầu vào:
• Bàng so
• Máy queI kỹ llìiiậl xổ
•

BăniỊ nhớ

• CD-ROM
• D V D ...

■S

Các thiết bị ínniỊỊ tâm chính yểu.

• CPU
•

Đâu cnịi dơ lìoạ mím

• Phương tiện lưu trữ: đĩa cứng, băng lừ, đĩa quang
s

Các thiết l)ị (lầu ra
•

Máy in i/ịng

Nghiên cứu kháo sát mội sơ mõ liinh dữ liêu kliơng uiíHi Iron g lìộ llìống llìơng tin dịn lý vector (G IS vector)

6


I lộ thống tilônj» tin địa lý

7

T rầ n Hồng Q uang

• Máy in màu
• ỉìúí p l o t t e r

•S

Các thiết bị (lần vào

Dữ liệu được dưa vào (ÌIS trong một khn dạng nhất định mà phần mềm có

thể quàn lý dược. Điều này clirực him bằng 1 trong 3 cách sau: Thao tác số lioá bàn
đồ sử dụng bảng số, máy quét, kếl C|iià dira ra clirứi dạng raster hay là vector hoặc là
việc đọc cùa máy tính kết họp vói các tliơng sổ bao gồm dữ liệu bản dồ ở dạng số
raster liay là vector.
Với sự phát triển của thị t.irờng CD, DVD ... và sự gia tăng sử dụng nó, sẽ
dự báo trước là nó sẽ thay thế băng từ và phương tiện này sẽ được thích dùng
hơn.Với mức trung bình dữ liệu mà CD-ROM cung cấp có lliổ tới 700 Mb (DVD
lên tới 4.7 GB) và nó lưu trữ bền vững chác chan hon băng từ.

ì . Bảng kỹ thuật sổ(digitizing lahle)
Bàng kỹ thuật so rất lliỏng dụng cho các thiết bị dầu vào. Bàng kỹ thuật sổ sử
dụng con chuột đặc biệt gọi là COI1 trò hay

COI1

cầu dể xác định hề mặt cùa các

thuộc tính trên bàn dồ. clúmg được ghi lại một cách an loàn lới bề mặt cùa bảng.
Bàng sử dụng một lưới diện từ mà vị trí cua con trỏ dược ghi dưới dạng toạ
độ x,y. Bàng (hay dổi (rong phạm vi 12 X 22 inch tới 60 X 90 inch và nó chính xác
tới 0.005 inch. Kích thước và (Jộ chính xác dược chọn phụ thuộc vào mức tlộ mở
ứng dựng rộng cùa và kiểu dữ liệu sẽ dược xử lý.

2. Cách bơ Irí cùa việc sơ hố.
Một thuận lợi trong việc sử dụng phần mềm xử lý ảnh là có thể phát triển sổ
hố. Thay cho việc sử dụng hàn dồ giấy, một ảnh số cùa bàn đồ được hiển thị trên
màn hình và các lliao tác sir dụng clniộl tie truy lìm các dặc tính quan tâm từ ảnh sổ
bản dồ. Cách trình bày số liố hầu Iilui' được sử dụng dẻ cập nhật bàn dồ díĩ •lin »ni
bằng cách hiển thị một ànli(ánh chụp hoặc ảnh từ vệ tính) trên màn hình và sẽ phú
lên với những số liệu dược cập nhật- Những dặc tính inứi hoặc bị lliay dôi như

dường xá hay là công trình kiến Irúc được hiển thị và số hố trực tiếp.

3. Máy qt kỹ thuật so.

Nghiêncứukhảosát một sỏmơhình(Jữliệukhơnggiantronghộthốngthơng(in7


8

Hệ thống thông (ill (lia lý

T rầ n llồ n g Quang

Các máy quct sử dụng tliicl bị cặp mang dể xác (lịnh sự khác nhau trong
trường hợp phàn xạ có sự kli;'ie

i ì I k u i VC

c trịn g (lộ ánh sóng lừ cành vật.

Trường hợp đơn giàn nhất, sáng hoặc lối dược cảm nhận và lưu vào: gán giá
trị cho một phần tử điểm ảnh. Mỗi diểni ánh dược gán giá trị ! neu là điểm tối và
giá trị 0 nếu là điểm sáng và chúng sẽ dược ghi vào. Sau đây là một số loại máy
quét :
❖

M á y q u é t s à n pliìing :

Máy quét sàn phang raster với độ phân giải cao sir dụng kích thước từ

0.025mm đến Ơ.05

111111.

Dicu này có nghĩa là qt một ảnh trung bình có thể phát

sinh ra 100 triệu điểm ảnh.
Máy quét loại này thường (.lược sir dụng dể qt ảnh trên khơng. Các máy có
thể gồm dữ liệu số và các thao lác sử dụng phần mềm xử lý ảnh.
❖

M áy quét trống từ quay

Nỏ hoạt động sai khác so với cách thức máy quét phảnglà khơng

đáng kể.

Trong đó bàn dồ dược cơ dộng trên một dây chuyền chuyển động trong khi cảm
biến vẫn dữ nguyên vị trí.
M á y q u é t t h e o ilòng.

❖

I-oại máy này sử dụng lia Inzer ele lliực sự quct theo dòng của bàn dồ. Các
thiết bị này cho dầu ra có chill IIrợn li CHO nhung khá đắt.
n ổ dù chất lượng cao trong số lioií, kỹ tluiật số hố sử dụng bảng số rất thơng
dụng. Tuy nhiên chính nhừ cường độ tự nhiên và vì thế giá trị cao của kỹ thuật số
xử lý nghiên cứu phụ thuộc vào việc lựa chon máy quét.
■S

Các íììiết bị trunỵ tâm clìíitli yểu.

1lệ thống máy tính bao goỉii CPU, hệ diều liànli,lưu trữ, hiển thị đầu vào và
đầu ra, nó lầ trung tâm cùa GIS. Việc chọn các nền tàng phần cứng (PC, trạm hoặc
xử lýda người dùng) sẽ dược phát triển nliầm xác định khả năng cùa GIS mà dược
xác định bởi cà hai thông so là kliíi năng xứ lý và khả năng lưu trữ. Từ khi phẩn
mềm hoại dộng trong phạm vi liộ (.liều hành và trên mỗi nền tàng phàn cứng cho
phép chạy được nhiều hệ tliều hành thì việc lựa chọn phần cứng sẽ xác định sự mở

Nghiêncứukliíiosál một sốmơliinli ilfr lieukliơimginntronghệIhơiif*thơngùnđịa lývector(GISvector)
8


9

Hệ tliốiiỊ» (hơng tin ílịỉi lý

T ra il I lồng Q uang

rộng của phần mềm sail này. Nhìn xa hon nữa, việc quyết định lựa chọn GIS dễ sử
dụng thi người dùng SC bị giói lụm trong việc lụa chọn phần cứng mà plìần mồm cỏ
thể chạy trên đó.
Iliện nay có 3 loại chính
1. Cấu hình hệ thống thấp nhất là loại PC hay máy trạm chất lượng thấp với
dung lượng lưu trữ nhỏ, một người SƯ dụng và rất ít câm biến từ xa và yêu cầu xứ
lý ảnh thấp.
2. Hệ thống trung bình: các PC hay là máy trạm được nối mạng có bộ nhớ
lớn hơn, cơ sở dữ liệu phírc tạp lion, yêu cầu xử lý và phân tích nhiều ảnh hơn.
3. 1lệ thống chất lượng cat) Iihal. Nhiều hộ lliong máy tính mini hay là máy
trạm trong mạng, nhiều ngưừi sứ dụng dồng thời cơ sở dữ liệu và hệ thống phần

mền và có thẻ tiến hành phân tích (hường xuyên các ảnh.

■S

Các

y ê u cần III II trữ.

Số lượng dữ liệu lưu trữ yêu cầu bởi người sứ tlụng là rất phong phú và nó phụ
tlniộc vào nhân tố nlnr kích thước cùa vùng sẽ dirợc vẽ chính xác đến mức nào và số
tầng trong c ì IS.
Với sự phát triển kỹ thuật CD, DVD như hiện nay thì một giải pháp khơng dắt
tiền và tiện lợi cho vấn dề cung cấp và phân phổi một số lượng lớn dữ liệu sẽ dược
xử lý. Công lìgliệ này sẽ cho pliép hệ lliống GIS cỏ chất lượng kém Illicit có thể sứ
dụng dữ liệu vệ tính mà khơng cần có sự dầu tư dắt tiền cho khả năng hệ thong dể
lưu trữ một số lượng lớn dữ liệu ycu cầu.

s

Các

thiết bị (tâu ra.

Đầu ra là sản phẩm cuối cùng cùa dữ liệu dầu vào và một loạt các thao tác
xử lý phân lích. Dầu ra có thể bị thay dổi dể thiết bị lìiển thị hay là máy in & các
phương tiện khác.

■S

Các

thiết l)ị hiển tliị

Với những dữ liệu mang tính trực quan của GỈS thì nỏ yêu cẩu cẩn có những
thiết bị hiển lliị màu. Iliện nay các lliiốt bị này có chủng loại rất phong phú. Thêm

Nghiêncứukháosál một sốmịlìinli ilĩr liêukhõnutiiantronghệIhồngtliơnụtill địa lývector (GISvector)
9


Hệ thống thông (ill (lịỉi lý

10

T rầ n I lồng Q uang

vào dỏ vần dồ giải quyết khá nfing lllict bị do hiển thị tiling màu tlụrc của nó, diều
này 1.1 iIkiiii VỌI1Ị’ mill- (lù

11(1

kliòiiỊ’ luyệl (lối c;m lliiốl.

GIS đòi hịi máy in màu dế ill CÍÍC bản dồ màu. Với sự phong phú cùa cơng nghệ
dang có hiện nay lâl Iihièii lit) Cling ello ra dời những sáu pltàm cỏ giá cá và độ phàn
giai khác nhau và rất plioiiii phú. kicu ró nhất và cơ bản nhất cùa máy in màu là
máy in ma trận điểm màu.

1.3.2 Phần niềm
Thành pliàn thừ hai cùa CÌIS lủ phần mềm, clng dược sử tlụng dẻ liến hành chỉ

dẫn cho máy lính biết công việc được yêu cầu bởi người dứ dụng.
Việc lựa chọn nền tàng phần cứng sẽ xác dịnh luỳ chọn các phần ;r.ềm GỈS. Khi
lựa chọn phần mềm GIS phải xem xél và quyết định việc lựa chọn đó có dễ sử dụng
dối với phần mồm :
( 'hức Iiăng
Kha Iiăng

Sơ niỊirời c/ìing
Niỉân sách
lliện nay cỏ rất nhiều các sán phiim phần mỏm GIS liên thị trường mà pliạrn vi
lừ vẽ các bản đo dơn giàn nlial tới các công cụ phân lích khơng gian phức tạp.
Thêm vào dó phần mềm CÌIS hầu lililí dược sử eking rất hiệu quả dể có được những
phần niềm đồ lioạ nhằm giúp cho công việc VC hàn đồ và xuất hàn bàn tlồ có chất
lirợng cao và các gỏi xứ lý lừ trong bàn dồ và lược đồ là rất quan trọng như là các
bàng mẫu báo cáo hay các lài liệu kliác.
Do sự phong phú. da dạng cùa các plìần mềm dang tồn tại mà nó thường được
thiết kế vói những ý tướng ứng dụníi, dặc hiệt, việc chọn hệ thống GIS sẽ tiến hành
theo yêu cầu của người sử dụng.

Nghiên cứu kháo Sĩìl mơt sị mũ hinh ilũ liC‘11 khịiii! Iii;m lionu hộ (liốni* Ihịng

10

(111

địa lý vector ((ÌIS vcclor)


Ầ
'

Trân Hông Quang

H ệ thống thông till địa lý

I.3.3 l)ũ liệu.
Thành phần thứ ba và rất quan trong của G1S đó là dữ liệu được đưa vào máy
tính. Khi chúng ta cài đặt một hệ thống GIS cho một ứng dụng đặc hiệt thì thơng
thường giá trị của dữ liệu là virợl lên hết. Giá trị của G1S là giá trị dữ liệu nhận
được ở dầu vào. Thêm vào dó là giá trị được cập nhật và dữ liệu gốc giúp cho cơng
việc tính tốn những thay dổi dã xáy ra kố từ khi phát sinh bùn dồ nguyên gốc và
tập dữ liệu thuộc tính.

II. C ác k h á i n iệ m c ơ b ả n c ủ a G IS
I I . 1 D ạ n g h ìn h h ọ c c ủ a d ữ liệ u k h ô n g g ia n .
Các thuộc tính dược biễu diễn trên bản đồ sổ sử dụng hình dạng cùa chúng
và các dặc tính mơ lả. Để ghi đuợc các vị trí thể giới thực vào trong phạm vi hàn
dồ, các đặc tính này được tham chiếu đốn vị trí trên bề mặt trái đất có sử dụng hệ
toạ độ.
I lẩu hết các hệ thống toạ độ sứ dụng trong GIS tương tự nhau, giống nhir đồ
thị với các diểm dược định lượng trên trục X và trục y. Một quy tắc được sử dụng
khi viết và dọc bàn dồ là cho giá (rị trục X và giá trị trục y tlico giá trị trục X (giá trị

của một diểm )

(6. 4)

Ẳk

Hcoordinate

Hình 4. Hệ thống tọa (lộ

Nghiên cữu kháo sát một sỏ mô hình (lữ liệu khơng gian trong hộ (hổng thơng lin dĩa lý vector (GIS vcclor)


I lệ thống thông tin địa lý

T rầ n IIồHg Q uang

12

Có hai cách liếp cận đưực sử dụng đe xứ lý hình học cùa dữ liệu khơng gian
Irong CiíS. Cácli ihứ Iihíil CO' b;in I;’| CÍÌC tlicm tlược hiểu nhu là kiếu VI'.CiOR. Cách
thứ hai là dựa trên các ô vuông và dược hiểu như là dạng RASTER.
Trong cácli bi CU dien bang VKCi OR, các dặc lính cơ bản như diỏm, dường,
vùng được xây dựng từ các cặp toạ dộ x,y. Trong cách này, một điểm dược biễu
diễn bàng một loạ dộ, I dường dược biễu diễn bởi hai diểm và vùng dược biều diễn
như một tập hợp điểm.
o r ig in a l m a p

Hình 5. lỉicn (liễn vector
Cách biễu diễn vector cùa điểm, tlưừng và vùng. Mỗi phần tử này với mỗi
nhãn duy nhất để xác định cho mỗi phần tử.
Khi sử dụng cách biễu iliỗn dữ liệu vector, các mối liên hệ không gian giữa
các đặc tính có thể dược mã liố sứ dụng topoỉogy. Topology định nghĩa vị trí của
các thuộc tính liên hệ với nhau không phụ thuộc vào khoảng cách của đối tượng với
so với gốc tọa độ.
Người ta sử dụng Topology dẻ bicu diễn dồ lioạ của thố giới thực. Ví dụ, một
bản đồ số có thể được u cầu dỏ tìm kiếm thơng tin về vị trí của đối tượng trong
phạm vi 100m cho một mục dícli hoặc những gì có thẻ gần kề đối tượng dó.

Nglìiêncữukháosát một sổmịhỉnhdữliệukhơnggiantronghệthốngthơngtin(lịalývector (GISvcctor)
12


13

H ệ thống thông tiu địa lý

T rầ n Hồng Quang

Cấu trúc dữ liệu kiêu RASTHR biêu diễn các thuộc tính điểm, dường vùng
sử dụng mộl ma trận giá trị.
Sự chính xác của việc biền diễn bằng raster phụ thuộc vào phạm vi kích cỡ
và dơ phân giải của các ỏ lưới llieo cả hai chiều. Mỗi một Ihuộc tính bao gồm 1 tập
các ỗ, chúng có cung giá trị và (lược gắn cho mỗi ơ.

original map

Hình (). Men (Hen rasier
♦> Sau đây ỉà báng tỏm tát thuận lợi và không thuận lợi của k ĩ thuật Raster

Thuận lợi

Không tliuộn lợi

Câu trúc dữ liệu dơn giản, có khá năng

Khơi lượng dữ liệu lớn , khó mơ hình

mơ phỏng

hố mạng

Thuận lợi khi áp dụng kĩ thuật chồng

Độ phân giải thâp sẽ ảnh h'.!Ởng tới dữ

lớp trên bản dồ

liệu

Phát trien ứng dụng nhanh (lên các ánh

Khó biêu diên mơi quan hệ hình học,

Ngliiẽn cứu khào sát mộl số mơ hình (lữ liệu khõiìt! liiíiiì Irone Hệ thống thơng till địa lý vector (G IS vector)

ì3


Ilệ thống thông (iu cỉịa lý

14

T rầ n n ồ n g Q uang

vê tinh

biến dổi phi luyến phức lạp

Chỉ ra kích thuớc của thực thổ khơng

Chát lượng phụ thuộc vào biêu diên ảnh

gian rễ hon, rễ phân tích dữ liệu

dồ hoạ

r

V Sau đây là bảng tóm tăt thuận lọi và không thuận lọi của lũ thuật Vector

Thuận lợi

Không thuận lợi

Xử lý hình học rễ ràng trên dữ liệu, có

Mơ hỉnh hố rất khó vì sự khác nhau giữ

khả năng tổng quát hoá, rễ sứa dổi

các cấu trúc lưu trữ dữ liệu

Câu trúc dữ liệu nhỏ gọn. cô dụng

Câu trúc dữ liệu tích hợp

Miêu tả mối quan hệ giữa các Ihuộc tính

Sử dụng kĩ thuật chơng lớp là rât khó

II.2

Lưu t r ữ d ữ liệ u .
Việc lấy dữ liệu dược xử lý bằng cách đọc một bàn đồ kết họp với dữ liệu

thuộc tinh vào trong máy lính. I)ữ liệu bàn dồ có thể dược lấy từ bản đồ giấy bang
các số liệu , các phương tiện bán tụ dộng và tự động . Phụ thuộc vào phương thức
được dùng, các bản dồ dược chuyển dồi lừ dạng tương tự sang một Irong hai dạng
số hóa là rasler hoặc là vccior.
❖ Viêc lấy dữ liêu hao gồm:

•

Xác định và lấy dữ liệu ban dồ dược yều càu.

•

Chuyển dổi lừ tương lự (giấy) sang kiểu kỹ thuật số sử dụng một trong
các phương tliirc sau

•

Xác minh và hợp lý dữ liệu

•

Xác định tính đúng đắn

•

Soạn thảo và chỉnh sứa

❖ Mơt sỗ phuong tlnìc lấy tltT liêu khơnII gian
•

Số hố bàn đồ giấy

Nghicn ciru kháo sái một sơ mị lìỉiili (lù liõii khôni* ụian Irong hC' tliổng lliông tin địa lý veclor (G IS vcctor)

14


Hệ thống thơng tin địa lý

15

T rầ n Hồng Quang

•

Số hố phân bố

•

Qt bàn đồ để lạo hàn dồ raster

•

Qt bàn dồ để tạo ra bản đồ chuyển dổi thành dạng vector

•

Cho đẩu vào là bân dồ sơ được tạora bởi phương thức thứ ba

I I . 3 X ử lý d ữ liệ u

11.3.1 Lựa chọn và phục hồi
Khả năng cùa GIS là dùng dể xem xét và phục hồi lựa chọn thông tin từ
CSDL dịa lý là rất quan trọng. Các dặc lính của bàn đồ có thổ được phục hồi trên cơ
sờ các thuộc tính.
Nhiều hệ thống GIS hầu như đều cỏ khả năng tìm kiếm CSDL sứ dụng ngôn
ngữ truy vấn cấu trúc theo chuẩn quốc tế SQL (Structured Query Language). SQL
cho phép người dùng xây dụng công thức mô tả trực chuẩn phức tạp dựa trên cơ sở
dựa chọn CSDL.
Cơng việc tìm kiếm trên bàn dồ cỏ thể làm bằng cách định nghĩa một vùng
hỉnh trịn hoặc hình chữ nhật và tiến hành Lính lốn hình học dể xác dịnh tal cả các
đối tượng nằm trong phạm vi vùng día lý tlirợc định nghĩa.
Một bàng thuộc tính dùng dồ lưu trữ dữ liệu thuộc lính dược kết hợp với các
đối tượng trong hàn đồ.
Việc nối giữa bản đồ và báng dữ liệu là một con số mã tham chiếu duy nhất.
Mã này có thể là một trong hai: toạ dô địa lý của các dặc lính hoặc là mã số dược
định nghĩa. Mỗi bàn ghi của bảng bao gồm dữ liệu liên quan tới đối tượng được gắn
liền.
Mặc dù cả hai khà năng lựa chọn và phục hồi dữ liệu trong cách truyền thong
là rất hữu ích, những thục thể chính cua CỈIS có khả năng cho phép người dùng tiến
hành thao tác phân tích không gian phức tạp.
Do dữ liệu bản đồ GIS được lưu trữ trên các lớp khác nhau nên có thể kết

hợp lại cho ta đầy đù thông till về hệ thống.

Nghiêncứukhảosát một sơmơhìnhtlữliệukhơnggiantronghệthốngthơng till din lývector (GISvector)
15


I lệ thống thông till (lịa lý

16

T rầ n n ồn g Q uang

Tuy nhiên bán dồ là phương tiện duy nliấl xúc dịnli vù lìm kiếm thơng till địa
lý. Ví dụ vị trí và hình dáng dối tượng. Vì G1S dùng để tìm kiếm dữ liệu, thuộc lính
tham chiếu, nó có thể cho phép trực quan liố chỉ là vị trí của thế giới thực dối
tượng mà hầu như được kết hợp với dữ liệu thuộc tính. Vị trí là rát quan trọng trong
việc phân tích định lượng bằng cách kết hợp với dữ liệu thuộc tính và dữ liệu khơng
gian dể có lliổ hình dung rõ ràng vùng không gian trong dữ liệu.
Để khám phá một cách dầy du kích thước khơng gian dữ liệu. Giá trị thuộc
tính liên quan tiến thuộc lính bản dồ có thể dược hình dung trên khn mẫu bản dị.
Phương thức dược lựa chọn sẽ phụ thuộc vào phạm vi tự nhiên của dữ liệu và chùng
loại đặc tính bàu đồ mà các thuộc tính liên quan.

11-3-2 Sụ phân tích che plui
Tính da dạng rộng lớn cua tập tlũ liệu thường dược hợp nhất trong một hệ
thống thông tin địa lý trong một chủ dề như là dường, sử dụng đất đai sử dụng
thông tin địa chất học và thuỷ hục trên một lớp. Dữ liệu này có thể được tích hợp do
đó mối quan hệ giữa sự khác nhau của dữ liệu có thể dược tham tra và phân tích.
Loại thủ tục này thường ciirợc sử dụng rộng rãi dể xem xét sự thích hợp cùa
tồn bộ đất đai bên trong một diện tích đất nghiên cứu dược chọn cho một mục tlích

dặc biệt. Những ứng dụng lliỏng Ihường xác định nhũng nghiên cứu thích hợp cho
việc xây dựng mới như là khách sạn hoặc sân bay hoặc cho sự định mức rừng hoặc
khai thác nguồn tài nguyên ví dụ như loại dal thích hợp cho việc trồng cây hoặc
trồng tái sinh rừng.
Trong hình dưới đây, phép lơgíc tốn học A ND được sử dụng để chọn những
vùng đất được bao phú bởi đa giác 15 trên bản đồ 1 và đa giác X trên bản đồ 2. Diều
này có thể cho phép dưa ra những quyết định khi chọn lựa các vị trí khác nhau trên
bản đồ.

Ngliiơn cứu kháo sát một số mơ hình ciữ liCu khơng gian trong hộ thống thông tin dja lý vcctor (G1S vector)

16


17

Hệ thống tlifm g till (lia lý

T rầ n I long Q uang

Hình 7. K ĩ thuật chồng !ởp

11.3.3 Phân tích trên mạng
Phân tích trên mạng là tồn bộ q trình của việc dịch chuyển thơng qua
mạng tuyến tính nlnr là các luồng hoặc ckrờng. Cùng một lúc một mạng có thể tiến
hành nhiều sự phân tích. MỘI trong những loại mạng phân tích thơng tlụng nhất là
mạng xác định dưừng di ngắn nhai qua mạng. Bal kỳ mội biến nluV nào từ một thuộc
lính dữ liệu nào dược gan vào những tlưừng lliắng tạo nên mạng, như là khoảng
cách, tốc độ hoặc là mức cua Itrạng chày, có the dược sử dụng làm cơ cờ cho con
dường phân tích nhanh nlial. Nó cũng có thể sinh ra một cụm dữ liệu dựa trên lượng

giá giông như khoảng lliời gian truyền (hông lin tù môt diểm trên mạng lứi một
người sử dụng dã dược xác định lnrức. Mỗi (.licm có một thuộc tính, có giá cùa việc
truyền thơng từ một điểm tói một người sứ dụng ( một điểm dặc biệt).

11.3.4 Sự phân tích trục quaII
Ncu dữ liệu khơng gian ba chiều - như một mơ hình số độ cao (DEM) được sinh
ra để hỗ trợ sự thực hiện mô hình thơng tin địa lý. Điều đó có thể tiến hành sự
phân tích trơng thấy dược, lìang việc xác tlịnh rõ vị trí quan sát ( ton Hộ và đơ cao),
có thể xác định vị trí nào trong vùng đất nghiên cứu sẽ cỏ thể trông thấy được từ
một điểm dặc biệt.

Nghiẽn cửu kháo sál mót sổ mơ hình (lữ liêu khơng gian trong lìệ thống thơng tin ilia lý vector (G IS vector)

No V - L O Í M f


Hệ thống tilông tin địa lý

18

T rầ n I lồng Q uang

Phạm vi ứng dụng thơng dụng là sự phịng thủ và tình báo quân sự , những hiện vật
và lựa chọn vị trí cho xây đụng. Vói việc licp (ục giám dần gió thành cùa dữ liệu số
giành được và việc tạo ra những mơ hình số mức cao sẽ có ngày càng nhiều hơn
nữa những ứng tlụng thơng dụng cho những dự án rè tiền hơn, do dó cho phép sử
dụng cơng nghệ mơ hình có thổ trơng thay được. Tuy nhiên cái giá của việc tạo nên
3 máng cư sở dữ liệu cho vìmg đất nghiên cứu có thổ khá dắt, chắc chan sẽ lả gắng
nặng một lần nữa làm cho người su dụng xem xct

111Ơ hình

nào sẽ được sử dụng.

,11.3.5 Dữ liệu đầu ra
Đe quan sát bản dồ số và thuộc tính cùa chúng thì cần phủi xuất chúng ra, hoặc
ra màn hình hoặc là ra giấy hoặc phim. Có thể dira ra cà bàn đồ gốc và bàn dồ dã
dược xử lý sẽ là một nửa của q trình cài dặt dữ liệu gốc.
Thuộc lính của dữ liệu cỏ thể dược dưa ra máy in hay màn hình. Nhưng bản ghi
liêng thi dược lựa chọn bởi ỉìệ giao liếp dồ hoạ hoặc truy vấn cơ sở dữ liệu có thổ
dược chọn dể dưa ra và báo cáo của lất cà các bản ghi gắn với tiêu chuẩn đặc biệt
có thể dược hình thành và dira ra.
I I I . D ữ liệ u k h ô n g g ia n c h o G IS
Như dã nói, cơ sở dữ liệu thường dược coi là thành pliần quan Irọng nliâl cùa
hệ thống GIS và nỏ là lý do dế llìành lập hệ thống. Do vậy phần dưới dây sẽ đề cập
tới những vấn dề khác nhau cùng qium lâm tới sự hình thành dữ liệu khơng gian.
Đe tiến hành việc phân tích khơng gian với một hệ thống GIS một cách có ý
nghĩa, chính xác và cập nhật dữ liệu không gian được yêu cầu. Dữ liệu này có thể
đã tồn tại ở dạng tương tự hoặc dạng số dưới dạng những bàn dồ hoặc chúng có thể
dược tạo ra bởi các dự án GIS. I)ũ liệu tltiực đưa ra dể hỗ trợ cho hệ thống GIS nhìn
chung là bat nguồn từ nhiều nguồn rộng rãi khác nhau và dữ liệu không gian cà định
dạng íirưng tự và số tại các lý lọ kliác Iiliau sẽ thường xun dược tích hụp trong
GIS.
Có hai cách phân loại kỹ llniậl dữ liệu mà thường được sử dụng để tạo ra dữ liệu
không gian hỗ trự cho việc thục lili (ÌIS. Phân loại dầu tiên là khả năng nhận biết tù

NghiCncữukhảosát một sổmơhìnhdữliệukhơnggiantronghệthốngthơngtinđịalývector (GISvector)
18

H ệ thống thông tin địa lý

19

T rầ n Hồng Q uang

xa nhừ dó mà nhũng thùng tin ứ xa có the dirực liếp nhận mù khơng cần liên lạc trực
liếp với dối tượng thing clirực nghiên CÚII. Khà Iifmg viền tliáni liên quan tiến việc sử
dụng hình ảnh vệ tinh. Việc thu những hình ảnh là những dữ liệu thô và nhất thiết
phải được xừ lý chế biến dể tập dữ liệu dó sứ dụng được. Những phương pháp này
thường xuyên dược sù' dụng dể lạo nên dữ liệu bàn dồ cơ sở và cũng dược SUY luận
và những hình ảnh khơng gian tlirực SƯ dể hình thành dữ liệu theo chú dề có liên
quan lởi phạm vi ứng dụng cụ thỏ. Vệ tinh dụng rộng rãi nhất dc tạo ra dill sứ dụng
và những vùng đất đirực che phú bời bán dồ
Loại hình tliír hai ciui the hệ kỹ lluiật không gian là việc vẽ bàn do dal sử
dựng bằng một loạt những phương tiện khác nhau.để ghi lại những hiện tượng về
thế giới tlụrc. Cách thức tiếp cận kỹ lluiật loại này là rất phù hợp cho những khu vực
địa lý nhỏ nơi mà mức độ chính xác cao dồi hỏi. Nhũng loại kỹ thuật này thường
xuyên được sử dụng để nắm hắt nguồn dữ liệu không gian cụ thể.

1 1 1.1 K h ả o s á t đ ấ t .

111.1.1 Nhũng plnrong pliỉíp quan sát truyền (liốug
Trước sự phát Irien trong các lĩnh vực hàng khơng, hố học, vật lý và cơ khí cho
phép những plurơng pháp khác nhau trong việc thu nhập những thơng tin về hình
học của bề mặt trái đất. Việc thu những dữ liệu không gian dã được thực hiện bằng
việc đo đạc những đặc tính trái đất bằng tay. Bề mặt trái đất được khảo sát bằng
việc dùng máy kinh vĩ (dụng cụ của những người vẽ bản đồ địa hình dùng để do các
góc chiều ngang và chiều tháng dửng) cùng khớp với việc do bằng tay và khoảng
cách giữa những điểm đã được khảo sát. Máy kinh vĩ là dùng để do các góc và sự

khác biệt giữa độ cao khi mà kết hợp với việc đo khoảng cách giữa các điểm khảo
sát cho phép kliủo sát bằng throng trung bình cùa tam giác dể lạo ncn những bàn dồ
hình học về bề mặt trái dất và những dặc điểm vậl lý thi cả tự nhiên và nhân tạo đều
hình thành nên hề mặt trái dắt. I)ữ liệu này được ghi nhận như là mối liên quan
những khoảng cách đến các góc lừ một điểm đến điểm khác. Đe sử dụng những dữ

Nghiêncừu khảosát một somơhìnhdữliêukliỏnụgiantronghộthốngthịngtindịalývector (GISvector)
19


H ệ thống thông tin địa lý

20

T rà n Hồng Q uang

liệu này trong bàn dồ hiện có lliì cần thiết phái giới hạn những đối với hệ thống đồng hộ thế giới thực quốc tế được sừ dụng cho bàn đồ.

s

Cóc trạm tổng họỊ)

Bày giờ những việc quan sát mặt dất thường điều khiển bởi một thiết bị quan sát
rất thông minh gọi là “Total stations”. “Total stations” cho plicp quan sát tọa dộ và
khoảng cách lừ máy phát đến điểm cần dược quan bằng việc phát ra những tia hồng
ngoại phản xạ lại từ gương phàn xạ dất tại vị trí quan sát.
Những kết quả trong việc do dạc ngay lập tức dược lưu lại trong một phần của
máy tính để làm dữ liệu vào cho G1S. Tuy nhiên loại thiết bị quan sát này rất dắt và
việc điều khiển quan sát sư dụng phương pháp này thật sự là rất mất thời gian và

tổn kém.

Hình 8. Trạm tơng hợp thơng tin
s H ệ í Itỏng định vị /oàn cần (GPS)
I

lệ thống định vị địa cầu là một hệ thống xác định vị trí ra da mà nó tính tốn vị

trí của một người tiếp nhận bang cách do thời gian xung điện (sóng vơ tuyến) dịch
chuyển ít nhất từ 3 vệ tinh cùa GPS trong một quĩ đạo dã định sẵn đến một điểm
tiếp nhận dưới mặl đất. CiPS có 24 vệ linh dặt trong quĩ đạo quanh trái đất. Những
vệ tinh này dùng dể tính tốn vị trí chính xác đến “cm” và I1Ĩ được điều khiển bời

Nghiêncứukhảosát một sổmịhinli dừliệukhơnggiantronghệthốngthơngtinitịalývector (GISvector)
20


Ilệ thống thông tin dịa lý

21

T rầ n H ồng Q uang

l$ụl‘ Mỹ. Những vệ linh cùa ( i l ’S truyền sóng xung diệu (sóng vơ tuyến) dưới dạng
sóng diện từ. Một điểm tiếp nhộn dưới mặt đất tiếp nhận sóng vơ tuyến và xác định
vị trí các điểm tiếp nhận bằng phép dạc tam giác do vậy dể tạo nên dược vị trí 2
chiều thì phải có ít nhất là 3 vệ linh, để đạt được vị trí 3 chiều tức là bao gồm cả góc
chiếu thì phải cần ít nhất là 4 vệ tinh.
GPS dược sứ dụng với 2 mục dícli : duy trì bàn dồ căn bàn và việc nam hắt CÍÍC
thuộc tính của dữ liệu. Việc cập nhật những bản đồ cư sở với những đặc điểm về

đường , sự chính xác tới từng mét ln được địi hỏi và trong khi việc thu nhận dữ
liệu như là vị trí cùa các cổng ra, vào nơi cơng viên thì sự chính xác đến một vài
mét ln được đáp ứng.

lỉình 9. lỉệ thống (lịnh vị GPS
Việc chỉ sử dụng một GPS sẽ không mang lại sự chính xác khi xác định vị trí (từ
15m đến 150m). Đe nâng cao sự chính xác một điểm 2 trạm nhận di dộng dược sử
dụng trong sự kết nối với một trạm cơ sở mà vị trí của nó đã dược biết tới. Bằng
việc kết hợp cách dọc tir Irạm tiếp nhận cư sờ và 1 tlơn vị di dộng cùa GPS thì có
thể lạo ra sự hiệu chỉnh khác nhau và cài thiện sự chính xác từ 5mm đến 15m. Điều
đó phụ thuộc vào loại thiết bị dã dược sử dụng.
Ngày nay GPS dã dược sử dụng thông dụng cho việc thu nhận dữ liệu cho loàn
bộ hệ thống GIS. GPS có thuận lọi liưn so với các phương pháp quan sát mặt đất vì
vị trí chính xác cùa một vật iluực ghi lại có thổ được nhận ra mà khơng cần liên

Nghiêncứuklìảosát mộ! sổmịliinhdữliệukhơngmnntronghệ(hốngthơngtindịalývector (GISvcclor)
21


I lệ thống thơng tin địa lý

22

T it,::

í^ỊỊọnọ

quan den bất kỳ điểm nào khác. l)o vậy việc tập liựp tất cả các dữ liệu cỏ liên quan
đến các mục tiêu riêng biệt và khác hiệt rõ rệt như là các cực phát điện là rất có ích.
Các phương pháp quan sát lìiặt clất ở trên dược sử dụng để tiếp nhận dữ liệu đều

chính xác ờ bất cứ dộ cao nào. I lơn nữa chúng thích hợp cho việc kiểm tra các cuộc
quan sát những khu vực địa lý nhỏ noi mà nliĩrng phương pháp quan sát khác không
thể mang lại dữ liệu về vị trí một cách chính xác. Đối với việc ứng dụng vào quản lý
nguồn văn hoá thì việc tiếp nhận những dữ liệu sử dụng lĩnh vực quan sát này là vị
trí và sự hịa hợp về các đặc (rung của dữ liệu dối với cấu trúc kiên cố riêng biệt.
I I I . 2 Hình á n h d ữ liệu v ệ tinh.
Cảm giác từ xa thường dược định nghĩa nlur là một cảm giác cùa một vật từ một
khoảng cách mà khơng có sự liên hệ trực tiếp với vật thể đó. Có 2 phương pháp về
cảm giác từ xa khi sử dụng dể hình thíinli dữ liệu bản dồ đó là ảnh khơng gian và
hình ảnh vệ tinh. Những cái máy do cãm biến vệ tinh trong không gian do và ghi lại
chát phóng xạ phản xạ và phát ra lù' bề mặt trái dất hoặc những vật thể trong trái đất.
Máy cảm biến đặt tại những vệ tinh trong không gian dể đo cường dộ ánh sáng
phản xạ lừ từng phần cùa mặt trái đất dược kiểm soát bằng máy đo cảm hiển.
Do vậy những hình null vệ tinlì là những hình ảnh tượng tnrng cho việc đo đạc
cùa sự phản xạ ánh sáng từ những vật thổ Irên bề mặt trái dất.
Nhũng hình ảnh vệ tinh là Iilũrng dữ liệu thơ, I1Ĩ khơng hao hàm cả vê những
thơng till về vị trí cũng như nlũmg thơng tin về hề mặt trái đất. Những dữ liệu này
dược xử lý dẻ sử dụng phần mỏm phân tích ảnh. Kct quả cùa việc xứ lý ảnh hồn
tồn đúng theo hình học dể dịch chuyển những sự thay đổi gây ra bởi vòng quay và
đường cong của trái đất và khoáng rồng bên trong nó do vậy chúng dược dịnh vị
một cách chính xác trên bề mặt trái dất có liên quan den một sự chiếu hình dặc biệt/
dự đốn dặc biệt. Bằng việc phân chia Iilnr vậy. các thông tin như là loại đất, sử
dụng đất và thực vật bao phú có lliỏ dược dua ra.
Trong tất cả các khu vực mà hàn đồ dữ liệu không thể hiện đầy dù và những khu
vực nơi mà những sự thay dổi nhanh trong các thành phần đất, những hình ảnh từ vệ

Nghiêncửukhảosát mộl sổmịhìnhliữliêukhơnggiantronglìộthốngthơngtinđịa lývcctor (GISvcctor)
22

Ilệ thống thông tin địa lý

23

T ra n H ông Quang

tinh là nguồn dữ liệu bản dồ rất quan trọng chúng có thể cung cấp những loaị bàn dồ
cập nhật hiện có một cácli nliMiih nhất hoặc In thể hiện bàn đồ mới. Trong một số
trường hợp, những hình ảnh vệ tinh có thỏ là nguồn dữ liệu duy nhất cùa dữ liệu bàn
dồ. Thêm nữa , những hình lililí vệ lililí cung cấp phương pluíp một cách nhanh, hiệu
quả và có giá trị tích cực đối với những thơng số cập nhật hiện nay hoặc là những
bản đồ dữ liệu tương tự. Nhung hình ánh vệ tinh thường được sử dụng để tạo bản đồ
tỉ lệ 1: 25000 và 1: 250 000.

II 1.2.1 Quang phổ điện từ
Có rât nhiều loại phóng xạ có trong cuộc sống hàng ngày: tia cực tím, sóng điện
từ từ lị vi sóng và tia X quang trong nghành y học. Tất cả những tia phóng xạ điện
từ này là một phần của những nhóm gọi là quang phổ điện từ. Mỗi một pliần của
điện từ quang phổ đều có bước sóng và lần số mà chúng ta sù' dụng dể nhận biết
chúng, ria X quang có bước sóng ngắn nhưng tần xuất lại cao. Tia cực tím , tia sáng
có thể nhìn thấy dược gần với tia hồng ngoại, tia hồng ngoại nhiệt và sóng cực ngan
mỗi loai đều có bước sóng ngày càng dài hơn Iilurng tần xuất yếu lìơn. Diện từ
quang phổ dược trinh bày tiên hình dưới dây. Nó dược chia ra thành những khoảng
từ tia gamma ngắn cho tiến birởc sóng cùa sóng vơ tuyến. Phần của diện lừ quang
phổ mắt thường có thể nhìn thấy dược nhưng rất íl (chỉ với ánh sáng có thể nhìn
thấy được). I lầu hết các vệ lililí liều sử dụng phóng xạ điện từ dể hình (hành bề mặt
trái đất từ những đặc điểm nhận biết lừ xa của bề mặt trái tlál. Mỗi phần cùa điện tù
quang phổ dều có những dặc tính riêng cùa chúng. Nlũmg thiết bị do được thiết kế
để lựa chọn và khảo sát những phần cùa diện lừ quang phổ mà chúng sẽ cho chúng
ta biết lliông tin mà chúng ta cần.

NghiêncứukháoSỎImột sốmỏItinlì ilừliêukhơnggianIroimliCthốngIhơngtinđjalỷvector (CÌISvcctor)
23


Ilệ thong thông tin địa lý

T rầ n H ồng Quang

24

Wavelpfltli

spectral Hand

GAMMA -RAY
0.003nm
0.03mn
EARTH
ENERGY
PEAKB
reflection
0.5 Ịưn

/ / / / / / ,
\ / / / / / ///A

REMOJE
SEN5INO
ƯANDS

Q.3ntn
3mn
3Gniii_ QLTRA-VIOLBT
0.3 um _ __L
L__LL__L
L__l__L
L I __
VISIBLE

---------------------

-

/ / /
7
/

Radiation

/

/

/

/

Ĩ

PHOTOGRAHUC
BANDS
IHBRMALIK

y TT’JFRATÍRn

ï

RADAR
K ƯA^TD
X B,MqD
L BAND

Hình 1(1. Quang phổ diện từ

Tất cả các vật thể đều phàn chiếu ánh sáng mặt trời và phát ra những nguồn năng
lượng bên trong chúng do vậy việc do sự phản xạ và phóng xạ như là dấu hiệu cho
sự nhận dạng vật thể. Ví dụ phần tia hồng ngoại cùa quang phổ dược sử dụng dể
đưa thông tin về các vậl thể khác, llụrc VỘI và các loại dá. Phàn có thẻ tlìấy được cùa
tia quang phổ được dùng dể lấy tliỏng tin về hề mặt đất hoặc hệ thống khí hậu trái
đất.

I I I . 2.2 Quá t iin li XII lý null
Trước khi những ảnh vệ linh có thể tlược làm tinh che để tạo nên dữ liệu sử
dụng hữu dụng, thì một khoảng thời gian xử lý hình nh l cn thit. Vic sa cha

Nghiờncukhỏosỏt mt smụhinhilliỗii khụngrjnntronghtinglliụngtill itjalývector (GISvector)
24