Luận văn tốt nghiệp bước đầu nghiên cứu ứng dụng arcgis 9 3 trong xây dựng dữ liệu bản đồ số

TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ðÂT ðAI

--------

 --------

LÂM THỊ KIM XUYẾN

BƯỚC ðẦU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG
ARCGIS 9.3 TRONG XÂY DỰNG
DỮ LIỆU BẢN ðỒ SỐ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
NGÀNH QUẢN LÝ ðẤT ðAI

Cần Thơ, 2010


TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ðÂT ðAI

--------

 --------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

BƯỚC ðẦU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG

ARCGIS 9.3 TRONG XÂY DỰNG
DỮ LIỆU BẢN ðỒ SỐ

Cán bộ hướng dẫn:
Ths. TRẦN VĂN HÙNG

Sinh viên thực hiện:
LÂM THỊ KIM XUYẾN (4074942)
Lớp : QLðð – K33A1

Cần Thơ, 2010


TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ðẤT ðAI
------- --------

XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ðẤT ðAI
Chứng nhận báo cáo luận văn tốt nghiệp với ñề tài: “Bước ñầu nghiên cứu ứng
dụng ArcGIS 9.3 trong xây dựng dữ liệu bản ñồ số”
Do sinh viên: Lâm Thị Kim Xuyến - lớp Quản Lý ðất ðai K33A1 - Khoa Môi
Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên - Trường ðại Học Cần Thơ thực hiện từ ngày
15/08/2010 đến 15/11/2010, tại bộ mơn Tài Ngun ðất ðai - Khoa Môi Trường và
Tài Nguyên Thiên Nhiên - Trường ðại Học Cần Thơ.
Nhận xét:------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Cần Thơ, ngày ……tháng…..năm 2010

i

TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ðẤT ðAI

 --------

--------

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Chứng nhận chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp ngành Quản Lý ðất ðai
ðề tài: “Bước ñầu nghiên cứu ứng dụng ArcGIS 9.3 trong xây dựng dữ liệu bản
ñồ số”
Do sinh viên Lâm Thị Kim Xuyến thực hiện, tại bộ môn Tài Nguyên ðất ðai, từ
ngày 15/08/2010 đến 15/11/2010.
Nhận xét của cán bộ hướng dẫn: ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Kính trình Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp thơng qua.

Cần Thơ, ngày ……tháng…..năm 2010
Cán bộ hướng dẫn

Ths. Trần Văn Hùng

ii


TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
BỘ MÔN TÀI NGUYÊN ðẤT ðAI

 --------

--------

NHẬN XÉT CỦA HỘI ðỒNG BÁO CÁO

Hội ñồng chấm báo cáo luận văn tốt nghiệp ñã chấp thuận báo cáo với ñề tài:
BƯỚC ðẦU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ARCGIS 9.3 TRONG XÂY DỰNG
DỮ LIỆU BẢN ðỒ SỐ

Do sinh viên Lâm Thị Kim Xuyến thực hiện và bảo vệ trước hội ñồng.
Ngày

tháng

năm 2010.

Báo cáo Luận văn tốt nghiệp ñược Hội ñồng ñánh giá ở mức: --------------Ý kiến Hội ñồng: ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Cần Thơ, ngày ……tháng…..năm 2010
Chủ tịch Hội ñồng

iii


LỊCH SỬ CÁ NHÂN
 --------

--------

Họ và tên: Lâm Thị Kim Xuyến
Ngày sinh : 02/10/1988
Nơi sinh : Long Mỹ - Hậu Giang
Nguyên quán: Long Mỹ - Hậu Giang.

Họ tên cha: Lâm Văn Hồng
Họ tên mẹ: Lê Thị Vẹn
Tốt nghiệp phổ thông trung học tại trường THPT Long Mỹ- Huyện Long Mỹ - Tỉnh
Hậu Giang năm 2006
Trúng tuyển vào trường ðại Học Cần Thơ năm 2007 thuộc khoa Nông Nghiệp Và
Sinh Học Ứng Dụng ngành Quản lý ðất ñai.

iv


LỜI CẢM TẠ
 --------

--------

Sau thời gian học tập vất vả em ñã hết sức cố gắng và cuối cùng ñã ñến với
cổng trường ñại học. Với lòng yêu nghề và tận tụy của mình, q thầy cơ của
trường đã truyền ñạt cho em những kiến thức vô cùng quý báu. ðặc biệt là quý thầy
cô Bộ môn Tài Nguyên ðất ðai thuộc khoa Mơi trường và Tài Ngun Thiên Nhiên
đã tận tâm dìu dắt em trong quá trình học tập.
Xin gửi lời biết ơn sâu sắc ñến Thầy Trần Văn Hùng đã trực tiếp hướng dẫn
em hồn thành đề tài này.
Xin cảm ơn Thầy Phạm Thanh Vũ đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận
lợi để em hồn thành đề tài này.
Xin cảm ơn cơ Huỳnh Thị Thu Hương là cố vấn học tập, ñã ñộng viên và ñịnh
hướng cho em ñể em làm tốt luận văn
Con xin cảm ơn ba mẹ và các anh chị ñã ñộng viên nhắc nhở con trong suốt
quá trình học tập và tạo điều kiện tốt nhất để con có kết quả như ngày hôm nay.
Xin chân thành cảm ơn các bạn lớp Quản Lý ðất ðai K33A1&A2 ñã ñộng
viên giúp ñỡ tơi trong q trình học tập và thực hiện luận văn.

Trân trọng kính chào!
Lâm Thị Kim Xuyến

v


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả
trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ
luận văn nào trước ñây.

Cần Thơ, ngày ….. tháng …. năm 2010
Tác giả luận văn

Lâm Thị Kim Xuyến

vi


TĨM LƯỢC
Cơng nghệ thơng tin là tập hợp các ngành khoa học kỹ thuật nhằm giải quyết vấn ñề
thu nhận, quản lý, xử lý, truyền và cung cấp thông tin. ðặc biệt hơn hết nó đã là
cơng cụ đắc lực của mọi ngành nghề.
Hệ thống thơng tin địa lý (Geographic Imformation System - GIS) là một phần mềm
mạnh và có nhiều ứng dụng trong nhiều ngành. GIS là một nhánh của cơng nghệ
thơng tin được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi trong 10
năm lại ñây; là hệ thống quản lý, phân tích và hiển thị tri thức ñịa lý.
Trong những năm gần ñây việc ứng dụng GIS xây dựng và quản lý bản ñồ trong
nhiều ngành nghề rất hiệu quả, ñặc biệt trong ngành quản lý đất đai. ArcGIS là một

phần mềm GIS tích hợp nhiều cơng cụ với nhiều tính năng ưu việt, đáp ứng được
nhiều ứng dụng. Ngồi bộ cơng cụ có trong ArcToolbox với đầy đủ các chức năng
thì các cơng cụ trong ArcMap cũng là một thế mạnh của ArcGIS. Tuy nhiên, cho
ñến nay phần mềm ArcGIS vẫn chưa ñược ứng dụng rộng tại Việt Nam
Mặc dù GIS ñã ñược ứng dụng ñể xây dựng và quản lý bản ñồ tại Việt Nam khá lâu
song vẫn chưa ñồng bộ giữa các ñịa phương. ðể tạo ñiều kiện cho hệ thống quản lý
đất đai trong cả nước có sự thống nhất ñồng thời tìm ra phương pháp và cách thiết
lập ñơn giản nhất trong việc xây dựng bản ñồ số ñang là sự quan tâm của các
chuyên gia trong lĩnh vực GIS. Với nhiều tính năng và bộ cơng cụ mạnh, ArcGIS
9.3 xây dựng ñược bản ñồ số theo hai phương pháp: xây dựng bản ñồ số từ bản ñồ
giấy và xây dựng bản ñồ số từ số liệu ño ñạc thực ñịa

vii


MỤC LỤC
Xác nhận của bộ môn
Xác nhận của cán bộ hướng dẫn
Xác nhận của hội ñồng báo cáo
Lịch sử cá nhân
Lời cảm tạ
Lời cam đoan
Tóm lược
Mục lục
Danh sách chữ viết tắt
Danh sách hình
Mở đầu
CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1
Giới thiệu khái qt về hệ thống thơng tin địa lý

1.1.1
Lịch sử phát triển hệ thống thơng tin địa lý
1.1.2
ðịnh nghĩa
1.2.3
Nhiệm vụ
1.2.4
Các dạng dữ liệu
1.2.5
Một số ứng dụng
1.2
Giới thiệu khái quát về ArcGIS
1.2.1
Các phần mềm cơ bản
1.2.2
Các mơ hình dữ liệu địa lý
1.3
Các công nghệ liên quan
1.4
Các khái niệm cơ bản trong ArcGIS
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN PHƯƠNG PHÁP
2.1
Phương tiện
2.1.1
ðịa ñiểm nghiên cứu
2.1.2
Trang thiết bị và các phần mềm
2.1.3
Nguồn dữ liệu
2.2

Phương pháp
2.2.1
Tìm tài liệu
2.2.2
Các bước cài ñặt phần mềm ArcGIS 9.2
2.2.3
Bước ñầu sử dụng các công cụ
2.2.4
Sử dụng công cụ xây dựng bản ñồ
2.2.5
Hoàn chỉnh bản ñồ
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN
3.1
Các bước thành lạp bản ñồ từ bản ñồ giấy
3.1.1
Tạo Template
3.1.2
Nắn bản ñồ
viii

Trang
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
x

xi
1
2
2
2
4
4
5
11
13
13
19
22
22
26
26
26
26
26
26
26
26
33
33
33
35
35
35
37

3.1.3
Vector hóa đối tượng
3.1.4
Hồn chỉnh bản đồ
3.1.5
Cập nhật dữ liệu thuộc tính
3.1.6
Thanh cơng cụ Editor
3.1.7
Tạo trang in
3.2
Xây dựng bản đồ từ số liệu ño ñạc
3.2.1
Chuyển ñổi tọa ñộ về file chuẩn
3.2.2
Chuyển tọa ñộ lên bản vẽ
3.2.3
Nối ñiểm
3.2.4
Các bước thành lập bản ñồ
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO

ix

41
44
54
60

65
65
65
69
70
71
73
74


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT

Bộ tài nguyên và môi trường

CMYK

Cyan, Magenta, Yellow, Black

CNTT

Công nghệ thông tin

CSDL

Cơ sở dữ liệu

DBMS

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

FPT

Tên công ty

GIS

Geographic Imformation System

GPS

Hệ thống định vị tồn cầu

Gray

Gray, Shade, Ramp

HLS

Hue, Lightness, Saturation

HTTTðL

Hệ thống thơng tin địa lý

KHCN

Khoa học cơng nghệ

Name

Tên màu do ArcInfo định nghĩa

ODYSSEY Tiền thân của phần mềm GIS
RBG

Red, Blue, Green

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

UBND

Uỷ ban nhân dân

URISA

Hiệp hội các hệ thống thông tin đơ thị và khu vực

x


DANH SÁCH HÌNH

Hình

Tựa hình

Trang

1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
1.16
1.17
1.18
1.19
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9

2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
2.16
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6

Giáo sư Roger Tomlinson
Các hợp phần thiết yếu cho cơng nghệ GIS
Số liệu vector được biểu thị dưới dạng ñiểm Point
Số liệu vector ñược biểu thị dưới dạng arc
Số liệu vector ñược biểu thị dưới dạng vùng- polygon
Sự biểu thị kết quả bản ñồ dưới dạng Raster
Sự chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector
Mơ phỏng cách thể hiện các khoanh vị theo cấu trúc raster
So sánh giữa cấu trúc raster và vector
Mối quan hệ giữa thông tin bản đồ và thơng tin thuộc tính
Giao diện chính của ArcView
Giao diện của ArcMap
Chế ñộ Content view trong ArcCatalog
Dữ liệu thể hiện dưới dạng bảng thuộc tính trong chế ñộ Preview
Dữ liệu thể hiện dưới dạng Geographic trong chế ñộ Preview
Chế ñộ MetadataView trong ArcCatalog

Giao diện các công cụ trong ArcToolbox
Các biểu tượng hiển thị của shape files
Sơ ñồ cấu trúc của Geodatabase
Thư mục chứa dữ liệu cài ñặt
ðường dẫn ñến hộp thoại License Maneger Tools
Hộp thoại LMTOOLS
Hộp thoại LMTOOLS khi ở trang Config Services
Hộp thoại LMTOOLS khi ở trang Start/Stop/Reread
Hộp thoại LMTOOLS khi ở trang Server Diags
ðường dẫn chứa Notnet 2.0
ðường dẫn chứa dữ liệu Startup
ðường dẫn chứa dữ liệu cài ArcView
Giao diện cài ArcGIS Desktop
ðường dẫn chứa hộp thoại ArcGIS Desktop Administrator
Hộp thoại ArcGIS Desktop Administrator
ðổi tên trong License Maneger
ðổi dữ liệu trong Availability
Giao diện Cài ArcGIS Desktop xác nhận
Qui trình thành lập bản đồ cơ bản nhất của ArcGIS
Hộp thoại tạo Shapefile
Hộp thoại ñặt tên cho Feature Dataset
Chọn hệ tọa ñộ cho Feature Dataset
Giao diện New Feature Dataset
Hộp thoại Feature Class
Hộp thoại Data Frame Properties

2
4
5
5

6
7
7
9
10
11
13
14
15
16
16
16
17
20
21
27
27
28
28
28
29
29
30
30
30
31
31
32
32
33

34
35
36
36
36
37
37

xi


3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22
3.23
3.24
3.25

3.26
3.27
3.28
3.29
3.30
3.31
3.32
3.33
3.34
3.35
3.36
3.37
3.38
3.39
3.40
3.41
3.42
3.43
3.44
3.45
3.46
3.47
3.48
3.49
3.50
3.51
3.52
3.53

Hộp thoại Grids and Graticules

Hộp thoại Data Frame Properties
Màn hình hiển thị khung và lưới km
Giao diện nắn ảnh
Giao diện nhập tọa ñộ
Giao diện bản ñồ sau khi nhập xong tọa ñộ
Bảng ghi tọa ñộ
Giao diện khi chọn Snapping
Giao diện thực hiện số hóa đối tượng dạng đường
Giao diện thực hiện số hóa đối tượng dạng vùng
Giao diện thực hiện số hóa đối tượng dạng điểm
Giao diện bản đồ sau khi số hóa
Hộp thoại tạo nhãn
Giao diện sau khi tạo nhãn thửa
Giao diện tạo nhãn bằng Text
Màn hình Layout View
Hộp thoại Scale Bar Selector
Hộp thoại đổi đơn vị
Màn hình di chuyển thước tỷ lệ
Hộp thoại Scale Text Selector
Màn hình di chuyển dịng tỷ lệ
Hộp thoại North Arrow Selector
Màn hình di chuyển mũi tên hướng Bắc
Hộp thoại Legend Wizard
Giao diện thay ñổi font, size, color
Giao diện thay ñổi Border và Background
Màn hình di chuyển bảng chú giải
Hộp thoại Properties tạo Title
Giao diện chỉnh font, size, màu sắc chữ
Bản đồ hồn chỉnh
Màn hình bảng thuộc tính

Hộp thoại Table Appearance
Thao tác tìm giá trị cụ thể trong bảng ghi
Thao tác sắp xếp thứ tự record
Hộp thoại Summarize
Hộp thoại Feil Calculater
Hộp thoại Satistics
Hộp thoại tạo trường mới
Thanh công cụ Editor
Sử dụng công cụ Intersection
Sử dụng công cụ Distance - Distance
Sử dụng công cụ ArcTool
Sử dụng công cụ Endpoint ArcTool
Sử dụng công cụ Tangent Tool
Sử dụng cơng cụ Trace
Menu ngữ cảnh Sketch
Tạo một đường thẳng hợp bởi góc
xii

38
38
39
39
40
40
41
41
42
43
43
44

44
45
45
46
46
47
47
48
48
49
49
50
50
51
51
52
52
53
54
55
55
56
56
57
57
58
60
61
61
62

62
63
63
63
64


3.54
3.55
3.56
3.57
3.58
3.59
3.60
3.61
3.62
3.63
3.64
3.65
3.66
3.67
3.68
3.69

Tạo ñối tượng song song
Hộp thoại Page and Print Setup
Giao diện mở file bằng Access
Giao diện file toadokmtdung.txt mở bằng Access
ðổi chế độ hiển thị
ðặt các thơng số

Hộp thoại đặt tên trường
Giao diện sau khi ñổi tên trường
Giao diện khi hoàn thành các thao tác
Hộp thoại xác nhận hoàn thành các thao tác
Giao diện Access khi hoàn thành chuyển file *.txt
Hộp thoại Add XY Data
Giao diện các ñiểm khi chuyển lên bản vẽ
Hộp thoại Snapping
Giao diện khi hoàn thành nối ñiểm
Bản ñồ hoàn chỉnh

xiii

64
65
65
66
66
67
67
68
68
69
69
70
70
71
71
72

MỞ ðẦU

Hệ thống thơng tin địa lý ngày nay là cơng cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt
động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. GIS có khả năng
trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân...
ñánh giá ñược hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội
thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thơng
tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất qn trên cơ sở toạ độ của các dữ
liệu đầu vào.
Có thể nói, làm thế nào để có một tờ bản đồ quản lý hiệu quả các dữ liệu là một bài
toán ñặt ra cho việc ứng dụng tính năng của GIS tại Việt Nam. ArcGIS là một bộ
phần mềm bao gồm một nhóm các cơng cụ hệ thống thơng tin địa lý sản phẩm phần
mềm ñược sản xuất bởi ESRI. Với một hệ thống cơng cụ đa dạng ArcGIS có nhiều
tính năng ưu việt. Tuy nhiên ñể khai thác hết tiềm năng của ArcGIS thì vẫn chưa có
một nghiên cứu nào mang tính thuyết phục.
Với bộ cơng cụ đa chức năng như thế nếu khơng được khai thác và sử dụng kịp thời
thì ArcGIS sẽ khơng có ý nghĩa thiết thực. Vì thế “Bước đầu nghiên cứu ứng dụng
ArcGIS 9.3 trong xây dựng dữ liệu bản ñồ số” là ñiều cấp thiết phải thực hiện.

1


CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ðỊA LÝ
1.1.1 Lịch sử phát triển
a. Trên thế giới
Năm 1963, sự đóng góp rất lớn và rất tích cực của
giáo sư Roger Tomlinson khiến thế giới phải cơng
nhận ơng chính là cha đẻ của GIS.

Giáo sư Roger Tomlinson là người xây dựng hệ
thống thông tin ñịa lý (HTTTðL) ñầu tiên trên thế
giới. ðó là Hệ thống thơng tin địa lý quốc gia
Canada (Canada Geographic Information System).
Ngồi ra, ơng cịn được biết đến như là người ñầu
tiên ñưa ra thuật ngữ GIS.
Hình1.1: Ảnh giáo sư Roger Tomlinson (Nguồn: Mri.GIS, 2007)

- Năm 1940, ngành ñồ họa máy tính bắt đầu hình thành và phát triển.
- Năm 1950, các lực lượng quân sự bắt ñầu sử dụng viễn thám mơi trường trong các
cơng tác đặc biệt.
- Năm 1960, sự khó khăn trong việc sử dụng các thiết bị kinh điển để khảo sát
những bài tốn phức tạp hơn đã dẫn đến hình thành ngành bản đồ máy tính
- Năm 1971, khi chíp bộ nhớ máy tính được phổ biến, các ngành liên quan đến đồ
họa máy tính thật sự chuyển biến và phát triển mạnh
- Roger Tomlinson là một trong những người nhạy bén đón nhận những tinh hoa từ
những giai ñoạn trước và chuyển chúng thành GIS. GIS ngày nay không chỉ dừng
lại ở mức công nghệ mà nó đã tiến lên nhiều nấc đến khoa và dịch vụ (Mr.iGIS,
2007).
Theo Nguyễn Hồng Phương và ðinh Văn Hữu (2006), lịch sử hình thành và phát
triển của cơng nghệ GIS ñược ñánh dấu qua các mốc thời gian và sự kiện sau:
- Năm 1960, tổng cục ñiều tra dân số của Mỹ xây dựng quy trình vẽ bản đồ địa
chính theo địa chỉ
- Năm 1963, phịng đồ họa vi tính của trường đại học Harvard thành lập, URISA ra
đời
- Năm 1964, Symap ra ñời
- Năm 1967, GIS Canada ra ñời, cơ quan ño vẽ bản ñồ thực nghiệm ñược thành lập
ở Anh
- Năm 1969, thành lập Intergraph và ESRI
2

- Năm 1973, các hội nghị về hệ thống thông tin đơ thị được tổ chức tại Oxtraylia ,
ODYSSEY ra ñời
- Năm 1974, các hội nghị về Autocarto ñược tổ chức
- Năm 1975, các hệ thống thơng tin đơ thị Oxtraylia thành lập
- Năm 1978, hệ thống hiển thị thông tin nội ñịa Nhà Trắng Mỹ ra ñời
- Năm 1980, phần mềm ArcINFO ra ñời
- Năm 1987, phần mềm MapINFO, tạp chí GIS quốc tế ra đời
b. Tại Việt Nam
Theo Mai Thị Ánh Tuyết (2008), tại Việt Nam công nghệ GIS được thí điểm khá
sớm và đến nay được ứng dụng trong khá nhiều ngành như quy hoạch nông - lâm
nghiệp, quản lý rừng, lưu giữ tư liệu ñịa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý đơ
thị… đã mang lại hiệu quả bước ñầu cho hoạt ñộng phát triển kinh tế - xã hội và an
ninh quốc phòng của nước ta và đang có nhiều triển vọng phát triển nhanh trong
thời gian sắp tới.
Theo Xuân Quỳnh (2008), mặc dù ñược biết ñến từ khá sớm ở nước ta, nhưng mãi
phải ñến sau năm 2000, GIS mới thực sự ñược chú ý ñến và bước ñầu phát triển.
Hàng loạt chương trình GIS với sự tham gia của các trường ñại học, các viện nghiên
cứu, các chuyên gia trong và ngồi nước đã được triển khai. Trong đó tiêu biểu phải
kể ñến Dự án quản lý nước sạch ở Hà Nam, Dự án quản lý nước ở Hồ Bình, Dự án
thử nghiệm trong quản lý khách du lịch ở ðộng Phong Nha
Theo ðỗ Nam (2008), nhận thấy công nghệ thông tin (CNTT) là cơng nghệ cao
đứng đầu trong các cơng nghệ cao, nên liên tục từ giữa những năm 90 của thế kỷ
trước ñến nay CNTT ñược ưu tiên phát triển, ứng dụng. GIS ñã bùng phát từ nhu
cầu thực tiễn đó. Tất cả các ngành như quy hoạch, quản lý tài ngun và mơi
trường, quản lý đơ thị, giao thơng, phịng chống và giảm nhẹ thiên tai, thơng tin du
lịch; tất cả các cấp từ quốc gia, tỉnh, huyện đến xã, thơn đều có nhu cầu ứng dụng
GIS cho các hoạt ñộng ñiều hành, quản lý.
Ngày 12/07/2000 Nhà nước ñã thực sự vào cuộc với công bố chuẩn quốc gia về lưới

chiếu toạ độ VN2000 và phát hành chính thức bản đồ 364 số hố về địa giới hành
chính; thành lập trạm thu ảnh vệ tinh và tháng 3 năm 2008 sẽ phóng vệ tinh,ban
hành Nghị định 64/2007/Nð-CP của Chính phủ về ứng dụng CNTT trong các cơ
quan nhà nước và Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành Quyết ñịnh 06/2007/QðBTNMT về Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia của thơng tin địa lý cơ sở.
Bối cảnh quốc tế và trong nước đó là những tiền đề thuận lợi trong phát triển và ứng
dụng GIS ở Việt Nam và thực sự các ứng dụng GIS ñã “bùng nổ”. Một số dự án
ứng dụng GIS đã thành cơng như UBND quận Gò Vấp, Sở KHCN ðồng Nai,
UBND thành phố ðà Lạt, Sở Y tế Quảng Trị …
3


1.1.2 ðịnh nghĩa
Hệ thống thơng tin địa lý (GIS - Geographic Information System) là một tổ chức
tổng thể của 4 hợp phần: phần cứng, phần mềm, tư liệu ñịa lý và người ñiều hành
ñược thiết kế hoạt ñộng một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển,
phân tích và hiển thị tồn bộ các dạng dữ liệu ñịa lý. HTTTðL có mục tiêu ñầu tiên
là xử lý hệ thống dữ liệu trong mơi trường khơng gian địa lý (Văn Cơng ðức,
2008).
Một định nghĩa khác có tính chất giải thích hỗ trợ cho định nghĩa trên là: “HTTTðL
là một hệ thống máy tính có chức năng lưu trữ và liên kết các dữ liệu ñịa lý với các
ñặc tính của bản đồ dạng đồ họa, từ đó cho một khả năng rộng lớn về việc xử lý
thông tin và cho ra các sản phẩm bản đồ, có kết quả xử lý cùng các mơ hình”
(Nguyễn Ngọc Thạch, 2010).
Hệ thống thơng tin địa lý (GIS) là một kỹ thuật quản lý các thơng tin dựa vào máy
vi tính được sử dụng bởi con người vào mục đích lưu trữ, quản lý và xử lý các số
liệu thuộc về ñịa lý hoặc không gian nhằm phục vụ cho các mục đích khác nhau (Võ
Quang Minh, 1999)
Hệ thống thơng tin địa lý là một hệ thống tự ñộng thu thập, lưu trữ, phân tích và
hiển thị dữ liệu về các đối tượng, các hiện tượng, các sự kiện theo không gian và
thời gian (Trần Vĩnh Phước, 2003).

GIS bao gồm 5 thành phần cơ bản và được tóm tắt trong hình sau

Hình 1.2: Các hợp phần thiết yếu cho công nghệ GIS (Nguồn: Võ Quang Minh và
ctv, 2005)

1.1.3 Nhiệm vụ
Hệ thống thông tin ñịa lý thực hiện các nhiệm vụ cơ bản sau: nhập dữ liệu, thao tác
dữ liệu, quản lý dữ liệu, hỏi đáp và phân tích: phân tích liền kề và phân tích chồng
xếp, hiển thị ( ).
4


1.1.4 Các dạng dữ liệu
Theo Võ Quang Minh và ctv (2005), cấu trúc cơ sở dữ liệu trong GIS bao gồm 2
loại: dữ liệu không gian và dữ liệu phi khơng gian
a. Mơ hình thơng tin khơng gian (dữ liệu không gian)
Theo Võ Quang Minh và ctv (2005), trong hệ GIS dữ liệu khơng gian cịn được gọi
là thơng tin khơng gian và nó có khả năng mơ tả vị trí của vật thể thơng qua vị trí
tham chiếu, đơn vị đo và quan hệ khơng gian
Hệ thống vector
- Kiểu ñối tượng ñiểm ñược xác ñịnh bởi cặp giá trị ñiểm, là tọa ñộ ñơn (x, y),
không cần thể hiện chiều dài và diện tích

Hình 1.3: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng ñiểm Point (Nguồn: Võ Quang
Minh và ctv, 2005)

- Kiểu ñối tượng ñường (arc) ñược xác ñịnh như một tập hợp dãy của các ñiểm, là
một dãy các cặp tọa ñộ, một arc bắt ñầu và kết thúc bởi node, hình dạng của arc
được định nghĩa bởi các điểm vertices, độ dài chính xác bằng các cặp tọa độ

Hình 1.4: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng arc (Nguồn: Võ Quang Minh và ctv,
2005)
5


- Kiểu ñối tượng vùng ñược xác ñịnh bởi ranh giới các đường thẳng. Các đối tượng
địa lý có diện tích và đóng kín bởi một đường gọi là đối tượng vùng (polygons), có
các đặc điểm:
Polygons được mơ tả bằng tập hợp các ñường (arcs) và ñiểm nhãn (label points)
Một hoặc nhiều arc ñịnh nghĩa ñường bao của vùng
Một ñiểm nhãn (label points) nằm trong vùng để mơ tả xác ñịnh cho mỗi một
vùng

Hình 1.5: Số liệu vector ñược biểu thị dưới dạng vùng - polygon (Nguồn: Võ Quang
Minh và ctv, 2005)

Hệ thống Raster:
Mơ hình dữ liệu dạng raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một lưới
các ơ vng hay điểm ảnh (pixcel) và có các đặc ñiểm:
- Các ñiểm ñược xếp liên tiếp từ trái qua phải, từ trên xuống dưới
- Mỗi một ñiểm ảnh (pixcel) chứa một giá trị
- Một tập hợp các ma trận ñiểm và các giá trị tương ứng tạo thành một lớp (layer)
- Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều lớp
Mơ hình dữ liệu raster chủ yếu dùng để phản ánh các ñối tượng dạng vùng là ứng
dụng cho các bài tốn tiến hành trên các loại đối tượng dạng vùng: phân loại, chồng
xếp.
Các nguồn dữ liệu xây dựng dữ liệu raster: quét ảnh, ảnh máy bay, ảnh viễn thám,
chuyển từ dữ liệu vector sang, lưu trữ dữ liệu dạng raster, nén theo hàng, nén theo
chia nhỏ thành từng phần, nén theo ngữ cảnh
Trong một hệ thống dữ liệu raster được lưu trữ trong các ơ được sắp xếp trong một

mảng hoặc các dãy hàng và cột

6


Hình 1.6: Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster (Nguồn Võ Quang Minh và
ctv, 2005)

Chuyển ñổi cơ sở dữ liệu dạng vector và raster
Dữ liệu dạng vector hay raster là tùy thuộc vào mục đích của người sử dụng. Tuy
nhiên sử dụng ảnh vệ tinh trong GIS thì nhất thiết phải sử dụng dưới dạng raster,
một số cơng cụ phân tích của GIS phụ thuộc vào mơ hình dữ liệu raster, do vậy cần
phải raster hóa. Raster hóa là tiến trình chia đường hay vùng thành các ơ vng
(pixcel). Ngược lại với raster hóa là tiến trình vector hóa. Vector hóa là tập hợp các
pixcel để tạo thành ñường hay vùng
Sự biến ñổi vector sang raster và ngược lại từ raster sang vector được thể hiện qua
hình sau

Hình 1.7: Sự chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector (Nguồn: Tor Bernhardsen,
1992)

Thuận lợi và bất lợi của hệ thống dữ liệu raster
Theo Võ Quang Minh và ctv (2005), hệ thống dữ liệu Raster có các thuận lợi và bất
lợi sau
- Thuận lợi:

7


Vị trí địa lý của mỗi ơ được xác định bởi vị trí của nó trong ơ biểu tượng, hình

ảnh có thể được lưu trữ trong một mảng tương xứng trong máy tính. Vì vậy, mỗi ơ
được định địa chỉ một cách dễ dàng và nhanh chóng
Những vị trí kế cận được biểu hiện bởi các ơ kế cận nên mối liện hệ giữa các ơ dễ
dàng phân tích
Q trình tính tốn đơn giản hơn hệ thống dữ liệu vector
ðơn vị bản đồ, ranh giới thửa được trình bày một cách tự nhiên bởi giá trị ô khác
nhau, khi giá trị thay ñổi việc chỉ ñịnh ranh giới thay ñổi
- Bất lợi:
Khả năng lưu trữ lớn hơn hệ thống cơ sở dữ liệu vector
Kích thước ơ định rõ sự quyết ñịnh ở phương pháp ñại diện, ñiều này ñặc biệt
khó ñể cân xứng với sự hiện diện ñặc tính thuộc về ñường thẳng
Theo Nguyễn Ngọc Thạch (2010), hệ thống dữ liệu raster có những thuận lợi và bất
lợi sau:
- Thuận lợi:
ðơn giản và dễ tham khảo
Việc chồng xếp các lớp bản ñồ ñược thực hiện một cách thuận tiện ñưa đến kết
quả
ðối với mơ hình khơng gian, các đơn vị ñịa lý ñược xác ñịnh trong cấu trúc
raster, bao gồm hình dạng và kích thước. Như vậy, trong kết quả mối liên hệ giữa
các pixcel là ổn ñịnh và dễ dàng vẽ ñược
Dễ thiết lập một bề mặt liên tục bằng phương pháp nội suy
ða số các tư liệu không gian thường ñược ghi ở dạng raster như ảnh vệ tinh, ảnh
máy bay chụp quét. Thông thường các tư liệu raster đó dễ dàng nhập trực tiếp mà
khơng cần có một sự thay ñổi nào
- Bất lợi:
Tài liệu thường bị tình trạng quá tải
Mối quan hệ về hình hoặc giữa các yếu tố khơng gian thì khó vẽ và khó thiết lập
được
Các bản đồ raster thường thơ và có vẻ ñẹp kém hơn so với bản ñồ vẽ bằng ñường
nét thanh của cấu trúc vector.

Việc chuyển đổi các thuộc tính khơng gian của cấu trúc raster thì dễ bị nhiễu. ðối
với phân tích khơng gian, cấu trúc raster có độ chính xác thấp so với mong muốn

8


Hình 1.8: Mơ phỏng cách thể hiện các khoanh vị theo cấu trúc raster (Nguồn:
Nguyễn Ngọc Thạch, 2010)

Thuận lợi và bất lợi của hệ thống dữ liệu vector
Theo Võ Quang Minh và ctv (2005), hệ thống dữ liệu vector có những thuận lợi và
bất lợi sau:
- Thuận lợi:
Việc lưu trữ được địi hỏi ít hơn hệ thống dữ liệu raster
Bản ñồ gốc có thể ñược hiện diện ở sự phân giải gốc của nó
ðặc tính phương pháp như là các kiểu đường sá, sơng suối, đất đai có thể được
khơi phục lại và tiến triển một cách ñặc biệt
ðiều này dễ hơn ñể kết hợp trạng thái khác nhau của phương pháp mơ tả dữ liệu
với một đặc tính phương pháp đơn
Hệ số hóa các bản đồ khơng cần được khơi phục lại từ hình thức raster
Dữ liệu lưu trữ có thể được tiến triển trong bản đồ kiểu dạng ñường thẳng mà
không là raster ñể khôi phục vector
- Bất lợi
Vị trí của điểm đỉnh cần được lưu trữ một cách rõ ràng
Mối quan hệ của những ñiểm này phải ñược ñịnh dạng trong một cấu trúc thuộc
về ñịa hình học mà nó khó hiểu và khó điều khiển
Thuật tốn cho việc hồn thành chức năng thì hồn tồn tương ñương trong hệ
thống cơ sở dữ liệu raster là quá phức tạp và việc hồn thành có lẽ là khơng xác
thực
Sự thay ñổi một cách liên tiếp dữ liệu thuộc về khơng gian khơng thể được hiện

diện như raster, một sự khơi phục để raster được u cầu tiến hành dữ liệu kiểu này
9


Theo Nguyễn Ngọc Thạch (2010), thì hệ thống dữ liệu vector có những ưu, khuyết
điểm sau:
- Ưu điểm:
Tổ chức dữ liệu vector thường ở dạng nén nên ít bị đầy bộ nhớ trong máy vi tính
Các đối tượng riêng biệt ñược thể hiện một cách rõ ràng và liên tục bằng những
đường nét cụ thể
Các yếu tố khơng gian về mặt hình học thì dễ dàng được xác định
Có độ chính xác cao trong việc tính tốn và xử lý các yếu tố khơng gian
- Khuyết điểm:
Việc xử lý chồng xếp các lớp bản đồ rất khó thực hiện được, ngay cả những việc
chồng xếp rất ñơn giản của dữ liệu raster. Ví dụ để xác minh một điểm nằm trong
một polygon khơng thì ở cấu trúc raster rất đơn giản khi biết vị trí của điểm theo
hàng và cột. Trong khi đó ở cấu trúc vector thì phải có một sự tính tốn rất phức tạp,
hình bên trái dễ dàng xác định vị trí pixcel B ở hàng 7 cột 8, hình bên phải có
polygon A, B, C, D ñược xác ñịnh bởi một loạt các tọa ñộ XY, rất phức tạp để xác
định một điểm có tọa độ 8,4 (theo tọa ñộ phẳng) tương ứng với ñiểm B ở hình bên
trái có tọa độ hàng 7 cột 8 thì việc tính tốn là rất phức tạp để xác định điểm đó nằm
ở polygon nào

Hình 1.9: So sánh giữa cấu trúc raster và vector (Nguồn: Nguyễn Ngọc Thạch, 2010)

b. Mơ hình thơng tin thuộc tính (Dữ liệu phi khơng gian)
Theo Võ Quang Minh và ctv (2005), dữ liệu phi khơng gian cịn gọi là dữ liệu thuộc
tính là những mơ tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa
lý xác định.
Thơng thường hệ thống thơng tin địa lý có 4 loại số liệu thuộc tính:

ðặc tính của đối tượng liên kết chặt chẽ với các thơng tin khơng gian có thể thực
hiện SQL và phân tích
Số liệu hiện tượng, tham khảo ñịa lý miêu tả những thông tin, các hoạt ñộng
thuộc vị trí xác định
10