Ứng dụng công nghệ gis trong quản lý dữ liệu quy hoạch chung thành phố hoà bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

-------WX-------

NGUYỄN VĂN HIỀN

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG
QUẢN LÝ CÁC DỮ LIỆU QUY HOẠCH CHUNG
THÀNH PHỐ HỊA BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN VĂN HIỀN

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG
QUẢN LÝ CÁC DỮ LIỆU QUY HOẠCH CHUNG
THÀNH PHỐ HỊA BÌNH

Chun ngành:
Mã số
:

Kỹ thuật trắc địa
60.52.85

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. ĐÀO QUANG HIẾU

HÀ NỘI - 2012


1

Lời cam đoan
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
trong luận văn là trung thực, có xuất xứ rõ ràng và chưa từng được ai công bố trong bất
cứ công trình nào khác.
Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Hiền


2
MỤC LỤC
Trang

MỤC LỤC....................................................................................................... 2
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ MINH HỌA........................................................ 5
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 7
Chương 1 ......................................................................................................... 11
TỔNG QUAN VỀ HÊ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU
THÔNG TIN ĐỊA LÝ..................................................................................... 11
1.1 Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý .............................................. 11

1.1.1

Khái niệm chung. ...................................................................... 11

1.1.2

Thông tin không gian, bản đồ và Hệ thống thông tin địa lý ..... 12

1.1.3

Các thành phần trong hệ thông tin địa lý .................................. 14

1.2 Dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý (GIS) .................................... 17
1.2.1

Dữ liệu không gian.................................................................... 17

1.2.2

Dữ liệu thuộc tính...................................................................... 21

1.2.3
tính

Mối liên kết giữa dữ liệu dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc
...................................................................................................22

1.2.4

Các loại thông tin trong hệ thông tin địa lý .............................. 23

1.3 Tổ chức hệ thống thông tin địa lý....................................................... 24
1.4 Một số ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý.................................. 27
1.5 Khái niệm về cơ sở dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý............... 28
1.5.1

Khái niệm chung về CSDL ....................................................... 28

1.5.2

Các mô hình cơ sở dữ liệu ........................................................ 29

1.5.3

Cấu trúc CSDL trong hệ thống thông tin địa lý........................ 32

Chương 2
ỨNG DỤNG GIS TRONG CÔNG TÁC QUY HOẠCH
VÀ QUẢN LÝ ĐÔ THỊ.................................................................................. 36
2.1 Khái niệm về quy hoạch ..................................................................... 36
2.1.1

Quy hoạch vùng ........................................................................ 36

2.1.2

Quy hoạch chung đô thị ............................................................ 36

2.1.3

Quy hoạch chi tiết ..................................................................... 37

2.2 Các lớp thông tin cần thiết cho quy hoạch đô thị ............................... 37
2.2.1
Phân loại thông tin quy hoạch và quản lý đô thị theo cách truy
nhập dữ liệu............................................................................................. 38
2.2.2

Phân loại thông tin theo nội dung dữ liệu ................................. 40

2.3 Hệ thống thông tin địa lý và quy hoạch đô thị ................................... 45


3

2.3.1
Những ưu điểm của hệ thống thông tin địa lý với quy hoạch và
quản lý đô thị........................................................................................... 46
2.3.2
Tổng quan về các nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý
cho quy hoạch ......................................................................................... 47
2.4 Thiết kế hệ thống thông tin địa lý quy hoạch và quản lý đô thị......... 48
2.4.1

Thông tin quy hoạch đô thị ....................................................... 48

2.4.2

Thiết kế hệ thống cơ sở dữ liệu thông tin quy hoạch đô thị ..... 48

2.4.3

Thiết kế hệ quản trị cơ sở dữ liệu thơng tin quy hoạch đơ thị .. 50

2.4.4

Phân tích không gian................................................................. 53

2.5 Một số khả năng ứng dụng hệ thống thông tin địa lý cho quy hoạch và
quản lý đơ thị ở nước ta............................................................................... 54
2.5.1

Mơ hình hóa q trình phát triển đô thị .................................... 54

2.5.2
Phương pháp lựa chọn đất đai quy hoạch đô thị trên cơ sở đánh
giá đất đai xây dựng theo những nhu cầu riêng biệt. .............................. 56
2.6 Một số vấn đề về xử lý thông tin không gian trong quy hoạch.......... 59
2.6.1

Mối liên kết dữ liệu ................................................................... 60

2.6.2

Chồng xếp nhiều lớp thơng tin.................................................. 60

2.6.3

Phân tích quan hệ gần gũi. ........................................................ 64

2.6.4

Phân tích mối quan hệ khơng gian (spetial correlation analysis).
...................................................................................................65

2.7 Phân tích lựa chọn phương án kỹ thuật công nghệ ............................ 68
2.7.1

Kiến trúc chung về hệ thống và các yêu cầu kỹ thuật............... 68

Chương 3
ỨNG DỤNG MƠ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU THƠNG TIN ĐỊA
LÝ PHỤC VỤ DỰ ÁN QUY HOẠCH CHUNG TP HỊA BÌNH................. 72
3.1 Sơ lược lịch sử q trình phát triển đơ thị của TP Hồ Bình .............72
3.2 Các điều kiện tự nhiên của thành phố Hồ Bình.............................. 794
3.2.1

Vị trí địa lý: ............................................................................... 79

3.2.2

Đặc điểm địa hình: ................................................................... 79

3.2.3

Đặc điểm khí hậu: .................................................................... 75

3.2.4

Đặc điểm thuỷ văn: .................................................................. 72

3.2.5

Đặc điểm về địa chất cơng trình, đc thuỷ văn và địa chấn: ..... 72

3.3 Khái qt về thành phố Hịa Bình: ..................................................... 74
3.4 Mục tiêu và nhiệm vụ của quy hoạch và quản lý dữ liệu GIS: .......... 74
3.4.1

Mục tiêu của quy hoạch và quản lý dữ liệu GIS:..................... 79

3.4.2

Nhiệm vụ của quy hoạch và quản lý dữ liệu GIS: ................... 74

3.4.3 Phạm vi quy hoạch chung và quản lý dữ liệu GIS: ...........................80


4

3.4.4 Lựa chọn phương án kỹ thuật công nghệ .......................................... 81
3.5. Mơ hình cơ sở dữ liệu thơng tin địa lý............................................. 88
3.6 Thành lập cơ sở dữ liệu thông tin địa lý:............................................ 89
3.6.1

Xây dựng dữ liệu:...................................................................... 90

3.6.2

Chuyển đổi dữ liệu .................................................................... 96

3.7.

Một số ứng dụng của Hệ thống TTĐL phục vụ quy hoạch ...... 97

3.7.1

Bản đồ độ dốc khu vực TP.Hịa Bình: ..................................... 97

3.7.2

Lựa chọn khu vực có độ dốc phù hợp....................................... 98

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................... 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................. 103


5
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ MINH HỌA

Hình 1.1 Thơng tin khơng gian và thế giới thực. Nguồn [3] .......................... 13
Hình 1.2 Các thành phần của Hệ thống thông tin địa lý..................................14
Hình 1.3 Hệ thống phần cứng của hệ thống thơng tin địa lý .......................... 15
Hình 1.4 Cấu trúc dữ liệu kiểu Raster............................................................ 18
Hình 1.5 Điểm, đường, đa giác ...................................................................... 18
Hình 1.6 Cấu trúc dữ liệu kiểu Vector ........................................................... 19
Hình 1.7 Toạ độ của điểm, đường, đa giác .................................................... 20
Hình 1.8 Chuyển đổi dữ liệu Raster sang dữ liệu Vector và ngược lại ......... 21
Hình 1.9 Liên kết dữ liệu khơng gian và dữ liệu thuộc tính ........................... 22
Hình 1.10 Mơ hình cơ sở dữ liệu phân cấp. (Nguồn Phạm Vọng Thành và

Phạm Trọng Mạnh 1999) ................................................................................ 30
Hình 1.11 Biểu diễn bản đồ A bằng mơ hình lưới (Nguồn : Phạm Trọng
Mạnh, Phạm Vọng Thành, 1999).................................................................... 30
Hình 1.12 Biểu diễn bản đồ A bằng mơ hình quan hệ (Nguồn : Phạm Trọng
Mạnh, Phạm Vọng Thành, 1999).................................................................... 31
Hình 2.1 Hệ thống thơng tin địa lý phục vụ quy hoạch đơ thị........................ 45
Hình 2.2 Mơ hình cơ sở dữ liệu thơng tin địa lý phục vụ quy hoạch ............. 46
Hình 2.3 Hệ thống tiêu chí cơ sở dữ liệu quy hoạch và quản lý đơ thị........... 50
Hình 2.4 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu và quản lý đơ thị ...................................... 51
Hình 2.5 Mô phỏng quan hệ giữa hai lớp thông tin bằng thuật tốn Boolean 61
Hình 2.6 Quan hệ logic giữa các lớp thơng tin véctơ ..................................... 61
Hình 2.7 Phép giao cắt trong thuật tốn logic................................................. 62
Hình 2.8 Kết quả trong phép tính đồng nhất (Identity)................................... 63
Hình 2.9 Sơ đồ hàm NEAR tính khoảng cách một điểm tới đường gần nhất 64
Hình 2.10 Tính khoảng cách điểm .................................................................. 64
Hình 2.11 Tính tốn khoảng cách giữa các vị trí khác nhau........................... 67
Hình 2.12 Kiến trúc chung mơ hình hệ thống GIS 3D phục vụ công tác quản
lý quy hoạch và hạ tầng kỹ thuật..................................................................... 68
Hình 3.1 Vị trí của tỉnh Hồ Bình trong lãnh thổ Việt Nam........................... 73
Hình 3.2 Sơ đồ vị trí, mối liên hệ vùng........................................................... 74
Hình 3.3 Địa giới hành chính thành phố Hịa Bình ........................................ 80
Hình 3.4 Mơ hình kiến trúc SQL Server 2008................................................ 84
Hình 3.5 SQL Server2008 cho phát triển trang Web...................................... 85
Hình 3.6 Thành phần ArcEngine .................................................................... 87
Hình 3.7 ArcEngine Runtime.......................................................................... 88
Hình 3.8 Mơ hình cơ sở dữ liệu phục vụ cho Khu quy hoạch TP.Hịa Bình.. 88
Hình 3.9 Lược đồ UML mơ tả mơ hình cơ sở dữ liệu TTĐLphục vụ quy hoạch
......................................................................................................................... 89
Hình 3.10 Quản lý dữ liệu bằng Geodatabase trên ArcCatalog...................... 92
Hình 3.11 Lớp thơng tin sử dụng đất .............................................................. 93

Hình 3.12 Lớp thủy hệ .................................................................................... 93
Hình 3.13 Hệ thống đường giao thơng............................................................ 94


6

Hình 3.14 Lớp thơng tin về xây dựng – Hệ thống cấp nước .......................... 94
Hình 3.15 Bản đồ quy hoạch TP.Hịa Bình .................................................... 95
Hình 3.16 Cơng cụ thành lập DEM................................................................. 96
Hình 3.17 Bản đồ DEM khu vực TP.Hịa Bình .............................................. 96
Hình 3.18 Bản đồ độ dốc khu quy hoạch TP.Hịa Bình.................................. 98
Hình 3.19 Phân ngưỡng giá trị độ dốc ............................................................ 99
Hình 3.20 Bản đồ độ dốc sau phân ngưỡng .................................................... 99
Hình 3.21 Đất dự trữ dưới định dạng raster.................................................. 100
Hình 3.22 Bản đồ vùng đất dữ trữ, độ dốc địa hình đã được xuất dưới dạng
raster .............................................................................................................. 101


7
MỞ ĐẦU
1. Vấn đề cấp thiết của đề tài
Thành phố Hịa Bình là thủ phủ của tỉnh Hịa Bình, nó có các lợi thế đặc biệt
quan trọng khơng chỉ đối với tỉnh Hịa Bình mà cịn có ý nghĩa đối với vùng Tây Bắc Tổ
quốc. Vì vậy, cơng tác quy hoạch xây dựng thành phố Hịa Bình trở thành một đô thị
văn minh và phát triển bền vững là một mục tiêu quan trọng và lâu dài.
Để đảm bảo cho sự phát triển hạ tầng đồng bộ cơ sở đúng đắn và bền vững, cơng
tác quy hoạch đóng vai trị rất quan trọng. Hiện nay tỉnh Hịa Bình đã và đang chỉ đạo
triển khai xây dựng quy hoạch chung trên phạm vi cả tỉnh và quy hoạch chi tiết trên
phạm vi từng huyện thị. Để thực hiện nhiệm vụ trên, tại nhiều cơ quan quản lý và
nghiên cứu đã thu thập một khối lượng lớn các thông tin, số liệu điều tra khảo sát về

quy hoạch hạ tầng, tài nguyên, đất đai, khoáng sản, dân số, thống kê ngập lụt.... Tuy vậy
việc phân loại, hệ thống hóa tài liệu có được để thuận lợi cho việc khai thác và sử dụng
cịn nhiều khó khăn do tính phân tán và thiếu hệ thống của chúng. Như vậy nhu cầu có
một phương pháp và phương tiện quản lý các loại dữ liệu, thông tin về tài nguyên càng
trở nên cấp bách và cần thiết, do đó sự ra đời của “Cơng nghệ Hệ thống tin địa lý” là
phù hợp và cấp thiết với nhu cầu của thực tế đang đặt ra.
Việc tổ chức xây dựng một hệ thống thông tin về quản lý quy hoạch và hạ tầng
kỹ thuật đô thị trên cơ sở ứng dụng công nghệ GIS (Geographic Information System)
cho thành phố Hịa Bình là một địi hết sức cần thiết và cấp bách.
Là một thành viên đang trực tiếp tham gia dự án quy hoạch thành phố Hịa Bình
nên Tôi chọn đề tài: “ Ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý các dữ liệu quy hoạch
chung thành phố Hịa Bình” làm đối tượng nhiên cứu của luận văn.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Mục đích nghiên cứu của đề tài là xây dựng hệ thống quản lý quy hoạch xây
dựng và hạ tầng kỹ thuật theo mô hình dữ liệu số trên nền tảng cơng nghệ GIS nhằm
đảm bảo cho các yêu cầu sau:
Nâng cao năng lực quản lý nhà nước về công tác xây dựng đô thị;
Đáp ứng nhu cầu khai thác thông tin quy hoạch xây dựng của các cơ quan nhà
nước, các tổ chức xã hội và nhân dân;
Góp phần đẩy mạnh cải cách hành chính bằng cơng nghệ GIS;


8
Tăng cường tính thống nhất về thơng tin dữ liệu giữa các cấp trong lĩnh vực quản
lý quy hoạch đô thị và quản lý cơ sở hạ tầng;
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là khảo sát và sử dụng các tiện ích của hệ thống
thơng tin địa lý nói chung và phần mềm Arcgis nói riêng trong cơng tác quy hoạch đơ
thị.
Phạm vi nghiên cứu là thiết lập cơ sở dữ liệu trên hệ thống thông tin địa lý phục

vụ công tác quy hoạch chung thành phố Hịa Bình.
4. Nội dung nghiên của của đề tài
Nội dung nghiên cứu của luận văn tập trung gồm các vấn đề sau:
+ Giới thiệu về hệ thống thơng tin địa lý;
+ Giới thiệu tính tiện ích của phần mềm Arcgis trong công tác quy hoạch đô thị;
+ Ứng dụng phần mềm Arcgis vào thiết lập cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản
lý quy hoạch chung thành phố Hịa Bình;
Xây dựng cơ sở dữ liệu quy hoạch, hạ tầng kỹ thuật cũng như lưu trữ được tồn
bộ hiện trạng đơ thị của thành phố Hịa Bình. Dữ liệu được xây dựng trên tồn bộ diện
tích tự nhiên của thành phố với 147,84 km2 trên 15 đơn vị hành chính cấp phường, xã.
Tổ chức quản lý dữ liệu dạng số 2D và 3D của quy hoạch đô thị và hạ tầng kỹ thuật trên
nền tảng công nghệ GIS, cho phép cập nhật thường xuyên, đồng thời có khả năng cung
cấp nhanh chóng và chính xác thông tin quy hoạch đô thị cho cá nhân và các tổ chức có
nhu cầu.
5. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện những mục đích nghiên cứu, luận văn đã sử dụng tổng hợp các
phương pháp sau:
+ Phương pháp phân tích, tổng hợp;
+ Phương pháp thực nghiệm;
+ Phương pháp chuyên gia: tiếp thu ý kiến của giáo viên hướng dẫn, tham khảo
các nhà khoa học, các đồng nghiệp về các vấn đề trong luận văn.
Để thực hiện nhiệm vụ trên, nội dung của luận văn đã thu thập dữ liệu liên quan
đến công tác quy hoạch như bản đồ hiện trạng tỷ lệ 1/5000, các loại bản đồ chuyên đề
thông tin hạ tầng kỹ thuật (bản đồ quy hoạch sử dụng đất, bản đồ địa chính, bản đồ hệ
thống giao thơng, bản đồ hệ thống cấp điện, bản đồ hệ thống cấp nước, thoát nước, bản
đồ hệ thống cây xanh vv...). Ngồi ra đã tiến hành chuẩn hóa, biên tập dữ liệu, bổ sung


9
thêm thơng tin thuộc tính cho phù hợp với thực địa đảm bảo đầy đủ thông tin hỗ trợ cho

công tác quản lý quy hoạch và hạ tầng kỹ thuật.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
* Ý nghĩa khoa học
Luận văn nghiên cứu việc ứng dụng công nghệ mới vào công tác quy hoạch đô
thị thay thế công nghệ cũ nhằm mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao.
* Ý nghĩa thực tiễn
Ứng dụng Công nghệ thông tin trong các cơ quan Nhà nước là một trong những
mục tiêu ưu tiên của Đảng và Nhà nước, nó được thể hiện qua các chỉ thị số 58-CT/TƯ
của Ban chấp hành Trung ương Đảng, nhằm tiến đến một Chính phủ điện tử thực sự.
Việc xây dựng một Hệ thống thông tin quản lý quy hoạch và hạ tầng kỹ thuật cho
thành phố Hịa Bình nói riêng và tiến tới là cho tồn tỉnh Hịa Bình nói chung, sẽ đem
lại các lợi ích sau:
Đảm bảo một hệ thống dữ liệu chính xác, an tồn và thơng suốt giữa các cấp
quản lý và trong cùng một cấp quản lý. Cung cấp các thơng tin nhanh chóng, kịp thời về
hiện trạng đơ thị, các quy hoạch đang có, liên kết với thơng tin quy hoạch sử dụng đất
và các thông tin khác đảm bảo cho quá trình thực hiện quy hoạch xây dựng và hạ tầng
kỹ thuật đô thị một cách hiệu quả..
- Nâng cao chất lượng trong quá trình ra quyết định và nâng cao quản lý nhà
nước về lĩnh vực quản lý đô thị tại địa phương;
- Các dịch vụ của cơ quan quản lý nhà nước, tiếp nhận và xử lý hồ sơ được tổ
chức hợp lý hơn và giảm thời gian giao dịch;
- Nâng cao khả năng tiếp cận thông tin quy hoạch đáp ứng tốt hơn nhu cầu của cá
nhân và tổ chức;
- Cung cấp thông tin quy hoạch một cách kịp thời hơn thúc đẩy nền kinh tế cạnh
tranh và gia tăng thu nhập, giảm nguồn lực và gánh nặng quản lý hành chính của chính
phủ;
- Nâng cấp hạ tầng công nghệ thông tin và thiết bị phần cứng cho phép lưu trữ và
xuất bản dữ liệu quy hoạch đô thị và cho phép các phần mềm ứng dụng phục vụ công
tác quản lý cơ sở dữ liệu hoạt động một cách ổn định và hiệu quả.
Công nghệ GIS cho phép nâng cao hiệu quả công tác quản lý, xử lý, khai thác dữ

liệu cho cán bộ trực tiếp tham gia công tác quản lý nhà nước. Hệ thống hỗ trợ giúp cán
bộ quản lý đô thị truy cập thơng tin một cách nhanh chóng, cụ thể đến từng thửa đất,


10
kiểm tra tình trạng quy hoạch, hỗ trợ các cán bộ chuyên môn trong việc cấp giấy phép
xây dựng theo các quy trình cấp phép hiện hành tại thành phố Hịa Bình, cung cấp các
thơng tin quy hoạch nhanh chóng và kịp thời cho lãnh đạo tỉnh, lãnh đạo thành phố và
người dân.
Công nghệ GIS cung cấp các thông tin cần thiết cho công tác quản lý và hỗ trợ
cán bộ quản lý trong cơng tác kiểm tra, kiểm sốt tình hình thực hiện quy hoạch đơ thị
cũng như ra các quyết định kịp thời chính xác.
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm: Phần mở đầu, chương 1, chương 2, chương 3, phần kết luận.
Luận văn được trình bày trong 103 trang với 3 trang mục lục và 2 trang danh mục hình
vẽ, bảng biểu minh hoạ.
Lời cảm ơn

Luận văn được hoàn thành dưới sự, hướng dẫn của TS Đào Quang Hiếu - Hội
Trắc địa bản đồ viễn thám Việt Nam.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đối với Thầy hướng dẫn, người đã chỉ bảo
giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này. Trong q trình nghiên cứu và viết luận văn này
tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ đóng góp quý báu từ các Thầy, Cô trong Bộ môn
Trắc địa phổ thông và sai số, Khoa Trắc địa và các bạn đồng nghiệp.


11

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ HÊ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU

THÔNG TIN ĐỊA LÝ
1.1

Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý

1.1.1 Khái niệm chung.
Hệ thông tin địa lý (HTTĐL) là một nhánh của công nghệ thơng tin, được hình
thành vào những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh mẽ trong những năm
gần đây. HTTĐL được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản
đồ) gắn với các thơng tin thuộc tính phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt
động theo lãnh thổ.
Ngày nay, HTTĐL đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu hết các
hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. HTTĐL có khả
năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân
v.v... đánh giá được hiện trạng của các khu vực cần khảo sát, đưa ra các quyết định kinh
tế xã hội dựa trên các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các
thơng tin được gắn với một nền hình học nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu
vào.
Có nhiều quan niệm khác nhau khi định nghĩa HTTĐL như sau:
a. Hệ thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một số hệ thống thơng
tin con (Subsytem) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những thông tin có ích
(Theo định nghĩa của Calkin và Tomlisnon, 1977) [2].
b. Hệ thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để
thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị khơng gian.(Theo định nghĩa của National Center
for Information and Analyis, 1988) [2].
c. Hệ thơng tin địa lý là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm
máy tính, dữ liệu địa lý và con người được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập
nhật, điều khiển, phân tích và kết xuất (Theo định nghĩa của ESRI).
Cho đến nay, đã thống nhất quan niệm chung là: HTTĐL là một hệ thống kết hợp
giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân

tích, hiển thị các thơng tin địa lý nhằm phục vụ cho mục đích nghiên cứu nhất định.


12
Nếu xét dưới góc độ hệ thống thì HTTĐL có thể hiểu như một hệ thống gồm các
hợp phần: Phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu và các cơ sở tri thức chuyên gia, nơi tập
hợp các định hướng, chủ trương ứng dụng của nhà quản lý, các kiến thức chuyên ngành
và các kiến thức về công nghệ thông tin. Chính tập hợp các tri thức chuyên gia này sẽ
quyết định xem HTTĐL sẽ được xây dựng theo mô hình ứng dụng nào, lộ trình và
phương thức tổ chức thực hiện như thế nào. Chỉ trên cơ sở đó người ta mới quyết định
xem HTTĐL định xây dựng sẽ phải đảm đương các chức năng trợ giúp gì và lúc đó mới
có thể có các quyết định về nội dung, cấu trúc các hợp phần còn lại của hệ thống cũng
như các cấu tài chính cần đầu tư cho việc hình thành và phát triển HTTĐL.
Xét dưới góc độ ứng dụng trong quản lý nhà nước, HTTĐL có thể được hiểu như
là một công nghệ quản trị và xử lý các dữ liệu có toạ độ (bản đồ) để biến chúng thành
các thông tin trợ giúp quyết định cho các nhà quản lý.
Do các ứng dụng HTTĐL trong thực tế quản lý nhà nước có tính đa dạng và
phức tạp xét cả về khía cạnh tự nhiên, xã hội lẫn khía cạnh quản lý, những năm gần đây
HTTĐL thường được hiểu như một hệ thống thông tin đa quy mô và đa tỷ lệ. Tuỳ thuộc
vào nhu cầu của người sử dụng mà hệ thống có thể phải tích hợp thơng tin ở nhiều mức
khác nhau, nói đúng hơn là ở các tỷ lệ khác nhau.
1.1.2
1.1.2.1

Thông tin không gian, bản đồ và Hệ thống thông tin địa lý
Thông tin không gian
Thông tin không gian là thông tin mô tả về đối tượng địa lý và mối quan hệ giữa

các đối tượng địa lý với nhau. Ngành công nghiệp thông tin khơng gian nói chung là
một phần của ngành cơng nghệ hệ thống thơng tin và có mối quan hệ với nhiều ngành

khác.
Như vậy thông tin không gian thông thường là các thông tin về đối tượng trên
mặt đất bao gồm cả thơng tin về vị trí và các thơng tin mơ tả khác về đối tượng. Nó
cũng là các thông tin mô phỏng lại bề mặt địa lý tự nhiên và xã hội của một khu vực.
Thông thường, các thông tin không gian của cùng một khu vực sẽ có dung lượng
rất lớn và gồm nhiều chủ đề khác nhau. Những người sử dụng có thể cần các thơng tin
khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng.
Thơng tin khơng gian có thể ở nhiều dạng khác nhau như thơng tin về bản đồ địa
hình, thơng tin dạng ảnh có từ ảnh vệ tinh, ảnh viễn thám vv... Thơng tin khơng gian
cũng có thể mang tính liên tục, ví dụ như lượng mưa, mức độ ơ nhiễm khơng khí. Tuy


13
nhiên, cũng có thể có các thơng tin khơng gian rời rạc. Ví dụ: Hình 1.1 mơ tả về thơng
tin không gian và thế giới thực.

(các điểm)

(dạng đường)

(mặt đất)
(độ cao)

(mặt đất sử dụng)

(thế giới thực)

Hình 1.1 Thơng tin khơng gian và thế giới thực. Nguồn [3]
1.1.2.2

Bản đồ và hệ thống thơng tin địa lý

Thơng tin khơng gian có thể được biểu thị bằng các ngôn ngữ khác nhau tùy
thuộc vào điều kiện, mục đích sử dụng, và trình độ cơng nghệ. Từ trước đến nay, thông
tin không gian chủ yếu được biểu thị bằng bản đồ. Với mỗi chuyên đề thơng tin có thể
có một loại bản đồ gọi là các bản đồ chuyên đề. Có thể có các loại bản đồ như bản đồ
địa hình mơ tả thơng tin về địa hình, bản đồ dân số, xã hội, khống sản mô tả các thông
tin cùng chủ đề, vv... Với bản đồ, thế giới không gian thực được mô tả bằng các lớp tùy
theo chủ đề bằng các ngôn ngữ như màu sắc, ký hiệu, đường nét. Nhược điểm của bản
đồ là khả năng lưu trữ lâu dài, cập nhật và khả năng khai thác thông tin hạn chế.


14

Hình 1.2 Các thành phần của Hệ thống thơng tin địa lý
Với sự phát triển của công nghệ thông tin, hiện nay thơng tin khơng gian có thể
được biểu thị và lưu trữ dựa trên cơng nghệ máy tính và được gọi là hệ thống thông tin
địa lý. Khác với bản đồ, HTTTĐL cho phép người sử dụng có thể duy trì, bảo dưỡng,
cập nhật một cách nhanh chóng. Ưu điểm vượt trội của HTTTĐL so với bản đồ là khả
năng phân tích thơng tin. Bằng các cơng cụ phần mềm, HTTTĐL cho phép người sử
dụng có thể tạo ra các sản phẩm thông tin đa dạng, cho phép thực hiện những phép phân
tính, tích tốn phức tạp gọi là các phép phân tích khơng gian. Phân tích khơng gian cho
phép xác định những thông tin cần thiết mà trước đây khơng thể có được từ bản đồ. Từ
đó giúp người sử dụng đưa ra các quyết định nhanh chóng và chính xác.
1.1.3

Các thành phần trong hệ thơng tin địa lý
Có thể phân chia HTTTĐL thành những thành phần theo các cách khác . Tuy

nhiên, về cơ bản HTTTĐL bao gồm một hệ thống máy tính (Computer System), cơ sở

dữ liệu không gian địa lý và con người. Các thành phần của HTTTĐL được minh họa
theo Hình 1.2.
1.1.3.1

Hệ thống thiết bị phần cứng
Phần cứng của hệ thống thông tin địa lý là những thành phần bao gồm các thiết

bị điện tử, thiết bị lưu trữ thông tin, thiết bị hỗ trợ nhập thông tin đầu vào cũng như các
thiết bị hỗ trợ truy xuất thông tin đầu ra, các hệ thống mạng máy tính cho phép người sử
dụng truy cập thông tin từ xa.
Đối với các hệ thống thông tin địa lý đơn lẻ, được xây dựng dựa trên các hệ
thống máy tính cá nhân thì về cơ bản hệ thống thiết bị phần cứng của một hệ thống
thông tin địa lý bao gồm các phần chính là bộ xử lý trung tâm (CPU), các thiết bị đầu


15
vào như bàn số hoá, máy quét, các thiết bị thu nhận thông tin điện tử... và các thiết bị
lưu trữ, hiển thị như thiết bị ghi ngồi, màn hình, máy vẽ, ...
Máy tính hoặc bộ xử lý trung tâm (CPU) được nối với thiết bị chứa ổ đĩa, cung
cấp không gian để lưu trữ số liệu và các chương trình. Máy số hố (Digitizer) hoặc thiết
bị chun dụng khác có nhiệm vụ chuyển hố các số liệu từ bản đồ và các tư liệu thành
dạng số rồi đưa vào máy tính. Máy vẽ (Plotter) hoặc các kiểu thiết bị biểu hiện khác
được sử dụng để xuất dữ liệu ở dạng số trên màn hình hoặc trên nền vật liệu in. Sự liên
hệ bên trong của máy tính cũng có thể thực hiện thông qua một hệ thống mạng với các
đường dẫn dữ liệu đặc biệt. Người sử dụng máy tính và các thiết bị ngoại vi khác (như
máy in, máy vẽ, máy số hoá và các thiết bị khác nói với máy tính) thơng qua một thiết
bị hiển thị hình ảnh (Video Display Unit - VDU) để cho phép các sản phẩm đầu ra
được hiển thị nhanh chóng.

Hình 1.3 Hệ thống phần cứng của hệ thống thông tin địa lý

Đối với các HTTTĐL quy mô lớn, hệ thống phần cứng có thể được trang bị với
quy mơ và cấu hình mạnh gấp nhiều lần các HTTTĐL đơn lẻ. Tồn bộ dữ liệu có thể
được lưu trữ và quản lý thơng qua máy chủ với cấu hình cao. Dữ liệu có thể được tiếp
cận từ xa thơng qua hệ thống mạng máy tính. Thiết bị đầu cuối nhằm truy cập thơng tin
có thể bao gồm các máy tính cá nhân, máy tính đầu cuối, máy in, thiết bị cầm tay, v v...
1.1.3.2

Hệ thống phần mềm
Đi kèm với hệ thống thiết bị trong HTTĐL ở trên là một hệ mềm có tối thiểu 4

nhóm chức năng sau đây:
- Nhập thơng tin khơng gian và thơng tin thuộc tính từ các nguồn khác nhau.


16
- Lưu trữ, điều chỉnh, cập nhật và tổ chức các thơng tin khơng gian và thơng tin
thuộc tính;
- Phân tích biến đổi thơng tin trong cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bài tốn
tối ưu và mơ hình mơ phỏng khơng gian- thời gian;
- Hiển thị và trình bày thông tin dưới các dạng khác nhau, với các biện pháp
khác nhau;
Phần mềm được phân thành ba lớp: hệ điều hành, các chương trình tiện ích đặc
biệt và các chương trình ứng dụng. Tùy thuộc vào quy mơ của HTTTĐL, phần mềm
HTTTĐL cũng có các loại khác nhau. Với các HTTTĐL nhỏ trên các máy cá nhân, có
thể sử dụng các phần mềm thông tin địa lý như ARCGIS deskstop, MapInfo, v.v. Đối
với các hệ thống thông tin địa lý lớn, sử dụng cho các ứng dụng với dung lượng dữ liệu
lớn, cần sử dụng các phần mềm quản trị dữ liệu dùng cho server như ARCGIS Server,
Oracle, Microsoft SQL server, vv...
1.1.3.3

Hệ thống cơ sở dữ liệu
Hệ thống cơ sở dữ liệu bao gồm các loại dữ liệu không gian cần thiết phục vụ

cho mục đích sử dụng của một HTTTĐL. Tuy hệ thống phần cứng và phần mềm là rất
quan trọng và là các thành phần không thể thiếu trong HTTTĐL. Tuy nhiên chúng ta
cần phải thấy rằng một hệ thống phần cứng và phần mềm của hệ thống thông tin địa lý
chỉ chiếm khoảng 15% giá thành toàn hệ thống, bảo dưỡng hoạt động cho hệ thống
chiếm 5% giá trị, đào tạo cán bộ khoảng 10%, còn lại 70% là giá trị của dữ liệu. Vì vậy,
có thể nói cơ sở dữ liệu là “linh hồn” của hệ thống thông tin địa lý. Cơ sở dữ liệu là bộ
các thông tin được lưu dưới dạng số theo một khn dạng nào đó mà máy tính có thể
hiểu và đọc được. Tuy nhiên, các dữ liệu này phải có đủ độ tin cậy và phải ln được
cập nhật. Như vậy, dữ liệu trong hệ thống sẽ là dữ liệu đa thời gian.
1.1.3.4

Đội ngũ chuyên gia và cán bộ kỹ thuật

Như chúng ta đã biết, đối với một tổ chức không chỉ đơn giản mua hệ thống phần
cứng và một phần mềm nào đó là đủ, nó địi hỏi phải có đội ngũ các chuyên gia và cán
bộ kỹ thuật là những người trực tiếp thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống thông tin
địa lý.
Sự khác nhau giữa hệ thống thông tin địa lý với các hệ thống thông tin khác ở hai
điểm sau:
- Cơ sở dữ liệu bao gồm dữ liệu địa lý và các dữ liệu thuộc tính (các dự liệu chữ số, dữ liệu multimedial...) và mối quan hệ giữa hai loại dữ liệu này;


17
- Hệ thống thông tin đầu vào và hệ thống hiển thị thơng tin địi hỏi phải có những
đặc thù riêng về độ chính xác.
1.2 Dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý (GIS)
Trong GIS, cơ sở dữ liệu được mở rộng và đa dạng hóa. Ngồi các dữ liệu ở dạng

thống kê hay mô tả cho đối tượng, được lưu trữ dưới dạng các bảng dữ liệu hoặc các tệp
tin văn bản (mà được gọi là dữ liệu thuộc tính), cịn có dạng dữ liệu đồ họa dùng để biểu
diễn các dữ liệu địa lý (còn được gọi là dữ liệu không gian).
Dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý là tập hợp các bản đồ, hình ảnh địa lý được
chuyển hoá thành các đối tượng toán học như: điểm, đường thẳng, đường cong, vùng,
v v… cùng với các thơng tin số, chữ, thuộc tính của chúng. Tất cả các dữ liệu đó được
lưu trữ, quản lý theo một cơ chế liên kết thống nhất. Nhờ sự liên kết dữ liệu khơng gian
với dữ liệu thuộc tính của nó sẽ cho ta một cơ sở dữ liệu với các hình ảnh thực sinh
động, có đầy đủ các thơng tin liên quan một cách tổng thể và tồn bộ hiện trạng các
nguồn thơng tin quản lý. Từ đó xác định được phương thức sử dụng tối ưu các nguồn tài
nguyên.
Dữ liệu cho một hệ thống GIS bao gồm hai cơ sở dữ liệu thành phần chính là: cơ
sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính.
1.2.1 Dữ liệu khơng gian
Cơ sở dữ liệu khơng gian chứa đựng những thông tin định vị của các đối tượng.
Chúng cho ta biết được vị trí, kích thước, hình dạng, sự phân bố, vv… của các đối
tượng. Tất cả các đối tượng khơng gian đều có thể quy về ba loại đối tượng cơ bản sau
đây: đối tượng dạng điểm, đối tượng dạng đường và đối tượng dạng vùng. Trong cơ sở
dữ liệu không gian, người ta sử dụng hai dạng cấu trúc dữ liệu là: cấu trúc dữ liệu
Raster và cấu trúc dữ liệu Vector.
1.2.1.1

Cấu trúc dữ liệu Raster

Trong cấu trúc dữ liệu Raster, thực thể không gian được biểu diễn thông qua các ô
(cell) hay ô ảnh (pixel) của một lưới các ơ. Có nhiều dạng ơ lưới có thể được sử dụng
như: lưới lục giác, lưới tam giác, lưới ơ vng, vv… trong đó lưới ơ vng là thơng
dụng nhất. Trong máy tính, lưới các ơ này được lưu trữ dưới dạng ma trận trong đó mỗi
ô là giao điểm của một hàng và một cột trong ma trận.

18

Hình 1.4 Cấu trúc dữ liệu kiểu Raster
Trong cấu trúc dữ liệu Raster các yếu tố điểm, đường, vùng được xác định như
sau:
• Yếu tố điểm: Điểm được xác định tương ứng với một pixel độc lập.
• Yếu tố đường: Đường được coi là các pixel liên tiếp nhau có cùng giá trị.
• Yếu tố vùng: Vùng được xác định bởi một tập hợp các pixel có cùng giá trị liên
tục nhau theo các hướng.
Ta thấy biểu diễn hai chiều của dữ liệu địa lý theo cấu trúc Raster là khơng liên tục
nhưng được định lượng hố để có thể đánh giá được độ dài, diện tích. Dễ thấy khơng
gian càng được chia nhỏ thành nhiều pixel thì tính tốn càng chính xác. Biểu diễn
Raster được xây dựng trên cơ sở hình học Ơcơlit. Mỗi một pixell tương ứng với một
diện tích vng trên thực tế. Độ lớn cạnh của ô vuông này còn được gọi là độ phân giải
của dữ liệu.

Hình 1.5 Điểm, đường, đa giác
Cấu trúc dữ liệu Raster có những ưu, nhược điểm sau:
* Ưu điểm:
• Cấu trúc rất đơn giản, đồng nhất;


19
• Dễ dàng sử dụng cho các phép tốn chồng xếp và các phép tốn xử lý ảnh viễn
thám;
• Dễ dàng thực hiện nhiều phép tốn phân tích khơng gian khác nhau, đặc biệt là
khơng gian liên tục;
• Kỹ thuật rẻ tiền và có thể phát triển mạnh;
• Bài tốn mơ phỏng là có thể thực hiện được do đơn vị khơng gian là giống

nhau (pixel);
* Nhược điểm:
• Dung lượng dữ liệu lớn;
• Độ chính xác có thể giảm nếu sử dụng khơng hợp lý kích thước pixel;
• Bản đồ hiển thị khơng đẹp;
• Các bài tốn mạng rất khó thực hiện;
• Khối lượng tính tốn để biến đổi toạ độ là rất lớn, chuyển đổi chậm;
1.2.1.2

Cấu trúc dữ liệu Vector

Trong cấu trúc dữ liệu Vector, thực thể không gian được biểu diễn thông qua các
phần tử cơ bản là điểm, đường, vùng và các quan hệ topology (khoảng cách, tính liên
thơng, tính kề nhau,…) giữa các đối tượng với nhau. Vị trí khơng gian của thực thể
khơng gian được xác định bởi toạ độ trong một hệ toạ độ thống nhất tồn cầu.

Hình 1.6 Cấu trúc dữ liệu kiểu Vector
• Yếu tố điểm (point): Được dùng cho tất cả các đối tượng không gian mà được
biểu diễn như một cặp toạ độ (X, Y). Ngoài giá trị toạ độ (X, Y) điểm cịn được thể hiện
kiểu điểm, màu, hình dạng và dữ liệu thuộc tính đi kèm. Do đó trên bản đồ điểm có thể
được biểu hiện bằng ký hiệu text.


20
• Yếu tố đường (line, polyline, arc): Được dùng để biểu diễn tất cả các thực thể
có dạng tuyến, được tạo nên từ hai hoặc nhiều hơn cặp toạ độ (X, Y). Ví dụ như: hệ
thống đường giao thơng, hệ thống ống thốt nước, hệ thống đường điện, các sơng suối
nhỏ… Ngồi toạ độ, đường cịn có thể bao hàm cả góc quay tại đầu nút.
• Yếu tố vùng (polygon): Là một đối tượng hình học hai chiều. Vùng có thể là
một đa giác đơn giản hay hợp của nhiều đa giác đơn giản. Số liệu định vị của yếu tố

điểm được xác định bởi đường bao của chúng.

Hình 1.7 Toạ độ của điểm, đường, đa giác
Cấu trúc dữ liệu Vector có những ưu, nhược điểm sau:
* Ưu điểm:
• Biểu diễn tốt các đối tượng địa lý;
• Dữ liệu nhỏ, gọn;
• Các quan hệ Topo được xác định bằng mạng kết nối;
• Có độ chính xác về mặt hình học;
• Khả năng sửa chữa, bổ sung, thay đổi các dữ liệu hình học cũng như thuộc tính
nhanh, tiện lợi.
* Nhược điểm:
• Cấu trúc dữ liệu phức tạp;
• Chồng xếp bản đồ phức tạp;
• Các bài tốn mơ phỏng thường khó giải vì mỗi đơn vị khơng gian có cấu trúc
khác nhau;
• In ấn đắt tiền;
• Kỹ thuật đắt tiền;
• Các bài tốn phân tích và các phép lọc là rất khó thực hiện.


21
1.2.1.3

Chuyển đổi dữ liệu dạng Raster sang dạng Vector và ngược lại

Việc chọn của cấu trúc dữ liệu dưới dạng vector hoặc raster tùy 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. Ngồi ra cũng tùy vào phần mềm máy vi tính đang sử dụng mà nó cho

phép nên lưu trữ dữ liệu dưới dạng vecter hay raster. Tuy nhiên đối với việc 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 chặt chẽ vào mơ hình dữ liệu raster,
do vậy nó địi hỏi q trình biến đổi mơ hình dữ liệu vector sang dữ liệu raster, hay cịn
gọi là raster hóa. Raster hóa là tiến trình chia đường hay vùng thành các ơ vng (pixel).
Ngược lại, biến đổi mơ hình từ dữ liệu raster sang dữ liệu vector, hay còn gọi là vector
hoá, đặc biệt cần thiết khi tự động quét ảnh. Vector hóa là tìm tập hợp các pixel trong
khơng 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 khơng gian cho trước
thì mơ hình raster sẽ chỉ có khả năng địa chỉ hóa các vị trí tọa độ ngun. Trong mơ
hình vector, độ chính xác của điểm cuối vector được giới hạn bởi mật độ hệ thống tọa
độ bản đồ cịn vị trí khác của đoạn thẳng được xác định bởi hàm tốn học.

Hình 1.8 Chuyển đổi dữ liệu Raster sang dữ liệu Vector và ngược lại
1.2.2 Dữ liệu thuộc tính
Cơ sở dữ liệu thuộc tính lưu trữ các số liệu mơ tả đặc trưng, tính chất,… của đối
tượng nghiên cứu. Các thơng tin này có thể là định tính hay định lượng. Chúng được


22
lưu trữ trong máy tính như là tập hợp các con số hay ký tự, ở dạng văn bản hay bảng
biểu. Thơng thường, dữ liệu thuộc tính là các thơng tin chi tiết cho đối tượng hoặc các
số liệu thống kê cho đối tượng. Các dữ liệu thuộc tính thường được tổ chức thành các
bảng dữ liệu, gồm có các cột dữ liệu (trường dữ liệu): mỗi cột diễn tả một hay nhiều
thuộc tính của đối tượng; và các hàng tương ứng với một bản ghi: gồm toàn bộ nội dung
thuộc tính của một đối tượng quản lý. Với dữ liệu thuộc tính, chúng ta có thể nhập trực
tiếp từ các phần mềm GIS hoặc nhập từ các tệp dữ liệu của các phần mềm quản trị cơ sở
dữ liệu khác.
1.2.3 Mối liên kết giữa dữ liệu dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính

Mối liên kết giữa các dữ liệu khơng gian và dữ liệu thuộc tính phản ánh mối quan
hệ mật thiết giữa các loại thông tin. Mối liên kết đảm bảo cho mỗi đối tượng bản đồ đều
được gắn liền với các thơng tin thuộc tính, phản ánh đúng hiện trạng và các điểm riêng
biệt của đối tượng. Đồng thời qua đó, người sử dụng dễ dàng tra cứu, tìm kiếm và chọn
lọc các đối tượng theo yêu cầu thông qua bộ xác định hay chỉ số.
Như vậy, hệ thống thông tin địa lý là môi trường quản lý và xử lý các thông tin
không gian và thơng tin thuộc tính từ hệ thống định vị vệ tinh và hệ thống đo vẽ ảnh số
trong hệ thống CSDL đồng nhất.
Một trong các chức năng đặc biệt của GIS là khả năng của nó trong việc liên kết và
xử lý đồng thời giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Sự liên kết giữa hình ảnh
khơng gian và các bảng ghi thuộc tính được thực hiện thông qua mã xác định ID
(identifier) gán cho cả hai loại dữ liệu. Quan hệ giữa hai loại dữ liệu là quan hệ mộtmột.

Hình 1.9 Liên kết dữ liệu khơng gian và dữ liệu thuộc tính


23
1.2.4 Các loại thông tin trong hệ thông tin địa lý
Như trên ta đã giới thiệu, dữ liệu trong HTTTĐL bao gồm dữ liệu địa lý và dữ
liệu thuộc tính. Dữ liệu địa lý được thu thập từ các nguồn sau:
- Ảnh hàng không, ảnh vệ tinh.
- Bản đồ trực ảnh (orthophotomap).
- Bản đồ nền địa hình.
- Bản đồ địa chính.
- Bản đồ địa lý tổng hợp từ các loại bản đồ địa hình.
- Các loại bản đồ chuyên đề.
- Các số liệu đo đạc thực địa.
Các loại ảnh, bản đồ nói trên ở dạng số và lưu dạng vector hoặc raster hoặc hỗn
hợp raster - vector. Các dữ liệu địa lý dạng vector được phân lớp thông tin theo yêu cầu
của việc tổ chức các thông tin. Thông thường người ta hay phân tích lớp theo tính chất

thơng tin như lớp cơ sở tốn học, lớp địa hình, lớp thuỷ văn, lớp đường giao thông, lớp
dân cư, lớp thực phủ, lớp địa giới hành chính vv...
Trong nhiều trường hợp để quản lý sâu hơn người ta sẽ phân chia lớp chi tiết hơn
như trong lớp thuỷ văn được phân thành các lớp sông lớn, sông nhỏ, lớp bờ biển, lớp ao
hồ...
Các thông tin dạng raster là các thông tin nguồn và các thông tin hỗ trợ, không
tham gia quản lý như một đối tượng địa lý. Các thông tin ở dạng vector tham gia trực
tiếp vào quản lý và được định nghĩa như những đối tượng địa lý. Các đối tượng này thể
hiện ở ba dạng: Điểm, đường và vùng. Mỗi đối tượng đều có thuộc tính hình học riêng
như kích thước, màu sắc, vị trí. Vấn đề được đặt ra là tổ chức lưu trữ và hiển thị các
thông tin vector như thế nào để thoả mãn các yêu cầu sau:
- Thể hiện đầy đủ các thông tin cần thiết.
- Độ dư thừa nhỏ nhất.
- Truy nhập thông tin nhanh nhất.
- Cập nhật thông tin dễ dàng và khơng gây sai sót.
- Thuận lợi cho việc hiển thị thơng tin.
Các thuộc tính là các thơng tin giải thích cho các hiện tượng địa lý gắn liền với
các đối tượng địa lý. Các thông tin này được lưu trữ trong các cơ sở dữ liệu thông
thường. Vấn đề đặt ra là phải tìm được mối quan hệ giữa thơng tin địa lý và thơng tin
thuộc tính. Từ thơng tin này có thể tìm ra được thơng tin kia trong cơ sở dữ liệu.