Chương I: Hệ thống thông tin địa lý gis và ứng dụng trong quản lý dữ liệu bản đồ số. Chương này (i) Giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin địa lý, các đặc điểm cũng như các thành phần của hệ thống; (ii) Giới thiệu về các phép qui chiếu không gian trong việc số hóa đối tượng địa lý, các phương pháp mã hóa xây dựng dữ liệu không gian và các khả năng của GIS. Chương II : Giải pháp số hoá số bản đồ biển Hải Phòng và tổ chức dữ liệu bản đồ. Chương này (i) Giới thiệu về giải pháp số hóa bản đồ biển Hải Phòng và bản đồ biển Vịnh Bắc Bộ, các bước thực hiện chi tiết trong quá trình số hóa; (ii) Các thức tổ chức dữ liệu bản đồ số phù hợp với yêu cầu bài toán.
Chương III : phân tích thiết kế và xây dựng chương trình, cho phép trình bày việc phân tích và thiết kế hệ thống, giới thiệu các khối của chương trình và đánh giá hiệu năng hệ thống khi được triên khai thực tế. Phần kết luận trình bày các kết quả đã đạt được của đề tài cũng như khả năng ứng dụng thực tế của hệ thống và hướng phát triển để sản phẩm của đề tài thực sự hữu ích trong việc quản lý thông tin địa lý biển Việt Nam. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CHƢƠNG I: HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS VÀ ỨNG DỤNG TRONG QUẢN LÝ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ SỐ 1.1 Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý Có nhiều cách hiểu cũng như định nghĩa khác nhau về GIS, song đều có điểm giống nhau như: bao hàm dữ liệu không gian, phân biệt giữa hệ thông tin quản lý và GIS. So với bản đồ thì GIS lưu trữ và biểu diễn dữ liệu hoàn toàn độc lập với nhau.
GIS cung cấp khả năng quan sát trên các góc độ khác nhau với cùng một tập dữ liệu. Theo cách định nghĩa của dự án “The Geographer’s Craft” của khoa địa lý trường đại học TEXAS : GIS là cơ sở dữ liệu (CSDL) số chuyên dụng trong đó hệ trục toạ độ không gian là phương tiện tham chiếu chính. GIS gồm các công cụ để thực hiện các công việc sau : Nhập số liệu từ bản đồ giấy, ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, số liệu tổng hợp từ các nguồn khác. Lưu trữ dữ liệu, khai thác, truy vấn CSDL.
Biến đổi dữ liệu, phân tích, mô hình hoá bao gồm các dữ liệu thống kê và dữ liệu không gian. Lập báo cáo gồm các bản đồ chuyên đề, bảng biểu, kế hoạch. Từ định nghĩa trên cho thấy ba vấn đề cơ bản của GIS: 1. Thứ nhất: GIS có quan hệ với ứng dụng CSDL, toàn bộ thông tin trong GIS đều liên kết với tham chiếu không gian, CSDL GIS sử dụng phép chiếu không gian như phương tiện chính để lưu trữ và truy cập thông tin.
Thứ hai: GIS là công nghệ tích hợp, một hệ thống GIS đầy đủ có khả năng phân tích bao gồm phân tích ảnh vệ tinh, ảnh máy bay… hay tạo mô hình thống kê, vẽ bản đồ. Thứ ba : GIS không chỉ đơn thuần là hệ thống phần cứng, phần mềm rời rạc mà còn sử dụng vào hỗ trợ quyết định. Theo cách định nghĩa của David Cowen : GIS là hệ thống phần cứng, phần mềm và các thủ tục được thiết kế để thu thập, quản lý, xử lý, phân tích, mô hình hoá và hiển thị các dữ liệu qui chiếu không gian để giải quyết các vấn đề quản lý và lập kế hoạch phức tạp. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Độ phức tạp của thế giới thực là không giới hạn.
Để lưu trữ, quản lý các dữ liệu về thế giới thực cần có một CSDL lớn. Khi lưu trữ dữ liệu này cần giảm số lượng dữ liệu đến mức có thể quản lý được bằng các quá trình đơn giản hoá hay trừu tượng hoá. Thực chất đó là quá trình tập trung chọn lọc những điểm cơ bản, đặc trưng nhất của đối tượng cần lưu trữ, loại bỏ các chi tiết thừa không cần thiết đồng thời hình tượng hoá đối tượng đó. GIS trừu tượng Phần hoá mềm công cụ + CSDL Thế giới thực Ngƣời sử dụng Kết quả Hình 1.1 Mô hình một hệ thống thông tin địa lý Mục tiêu của GIS là: cung cấp cấu trúc một hệ thống để quản lý các thông tin địa lý khác nhau và phức tạp, các công cụ, các thao tác hiển thị, truy vấn, mô phỏng.
GIS lưu thông tin về thế giới thực thành các tầng bản đồ chuyên đề có khả năng liên kết địa lý với nhau từ các đối tượng có liên quan, khi thể hiện một bản đồ chuyên đề các tầng tương ứng được gọi ra. Layer CTCC Layer nhà ở Layer đƣờng thông Layer địa hình Hình 1.2 Các tầng trong bản đồ đô thị Ví dụ bản đồ một thành phố có thể được tách thành các tầng để hiển thị và lưu trữ dữ liệu như hình trên. Vậy có thể hiểu GIS là một tập hợp có tổ chức gồm: phần cứng, phần mềm, dữ liệu địa lý. Phần cứng gồm: hệ thống máy tính, các thiết bị ngoại vi đặc biệt như bàn số hoá, máy vẽ, máy quét ảnh vào ra và thậm trí là cả các thiết bị công nghệ cao phục vụ việc thu thập số liệu bản đồ như vệ tinh, máy bay viễn thám.
Các thiết bị này có thể được nối với nhau thông qua các thiết bị truyền tin hoặc trực tiếp với mạng cục bộ. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Phần mềm gồm: hệ điều hành hệ thống, phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu, phần mềm hiển thị đồ hoạ, các khối chương trình cung cấp cho người sử dụng các công cụ quản lý và phân tích không gian dễ dàng và chính xác. Dựa trên mục tiêu xây dựng của hệ thống GIS mà lựa chọn các giải pháp đồng bộ cho phần cứng và phần mềm. Phần Giao mềm thu diện thập dữ người liệu dùng Hệ Quản trị CSDL địa lý Phân tích Chuyển không đổi dữ gian liệu Hiển thị báo cáo Hình 1.3 Phần mềm GIS và các chức năng thực hiện.
Con người : ở đây là các chuyên viên tin học, chuyên gia GIS, thao tác viên GIS, phát triển ứng dụng GIS bao gồm: a. Người sử dụng hệ thống: là những người sử dụng GIS để giải quyết các vấn đề không gian. Nhiệm vụ chủ yếu của họ là số hóa bản đồ, kiểm tra lỗi, soạn thảo, phân tích các dữ liệu thô và đưa ra các giải pháp cuối cùng để truy vấn dữ liệu địa lý. Những người này phải thường xuyên được đào tạo lại do GIS thay đổi liên tục và yêu cầu mới của kỹ thuật phân tích.
Thao tác viên hệ thống: có trách nhiệm vận hành hệ thống hàng ngày để người sử dụng hệ thống làm việc hiệu quả. Công việc của họ là sửa chữa khi chương trình bị tắc nghẽn hay là công việc trợ giúp nhân viên thực hiện các phân tích có độ phức tạp cao. Họ còn làm việc như quản trị hệ thống, quản trị CSDL, an toàn, toàn vẹn CSDL tránh hư hỏng, mất mát dữ liệu. Nhà cung cấp GIS: cung cấp các phần mềm, cập nhật phần mềm, phương pháp nâng cấp cho hệ thống.
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Nhà cung cấp dữ liệu: là các cơ quan nhà nước hay tư nhân cung cấp các dữ liệu sửa đổi từ nhà nước. Người phát triển ứng dụng: là những lập trình viên, họ xây dựng giao diện người dùng, giảm khó khăn các thao tác cụ thể trên hệ thống GIS. Chuyên viên phân tích hệ thống GIS: là nhóm người chuyên nghiên cứu thiết kế hệ thống, được đào tạo chuyên nghiệp có trách nhiệm xác định các mục tiêu của hệ GIS trong cơ quan, hiệu chỉnh hệ thống, đề xuất kỹ thuật phân tích đúng đắn.
Dữ liệu địa lý gồm Dữ liệu thống kê gắn theo các hiện tượng tự nhiên với những mức độ chính xác khác nhau. Hệ thống thước đo của chúng bao gồm các biến tên, số thứ tự, khoảng và tỉ lệ. Biến tên: những biến chỉ có tên, không theo một trật tự nào cả, ví dụ như các loại đất (công viên, vùng dân cư, đất công nghiệp.), loại cây trồng (ngô, khoai, sắn). Biến thứ tự: là danh sách các lớp rời rạc nhưng có trật tự như trình độ học vấn (tiểu học, trung học, đại học, sau đại học), độ lớn (nhỏ, trung bình, lớn).
các giá trị ở đây chỉ là phản ánh một cách tương đối không chính xác số lượng vì vậy không thể thực hiện các phép tính toán được. Biến khoảng: cũng có trình tự tự nhiên nhưng khoảng cách của chúng có ý nghĩa như nhiệt độ, diện tích. Biến tỷ lệ: có cùng đạc tính như biến khoảng nhưng chúng có giá trị 0 tự nhiên hay điểm bắt đầu như lượng mưa, dân số. Ngoài bốn loại dữ liệu trên GIS còn phân chia dữ liệu thành hai lớp khác nhau là không gian và phi không gian.Ví dụ như nhà hát lớn Hải Phòng, giá trị cặp kinh độ, vĩ độ là dữ liệu không gian dạng đơn giản nhất và các thông tin khác như khối lượng khí lưu thông, kết cấu thép.
là dữ liệu thuộc tính hay phi không gian. Mỗi hệ GIS đều có kết nối giữa hai loại dữ liệu này. Hệ GIS cần phải hiểu được dữ liệu trong các khuôn mẫu khác nhau không chỉ riêng khuôn dữ liệu triêng của hệ thống. Ví dụ như đường biên bản đồ có thể trong khuôn mẫu tệp DXF của AutoCad hay BNA của AtlasGis.
Thông thường, GIS hiểu ngay khuôn mẫu DXF mà không cần sửa đổi đồng thời GIS phải hiểu ngay khuôn mẫu DBF của các thuộc tính được lưu trữ kèm theo. Phần mềm GIS lý TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com tưởng đọc được các dữ liệu raster (DEN, GIFF, TIFF, JPEG, EPS) và khuôn mẫu vectơ (TIGER, HPGL, DXF, DLG, Postscript) một số phần mềm GIS chỉ có chức năng nhập dữ liệu vào các cấu trúc dữ liệu đơn giản như cấu trúc thực thể, cấu trúc tô pô. Với dữ liệu ba chiều, phần lớn phần mềm GIS trợ giúp lưới tam giác không đều (TIN), một số khác trợ giúp cấu trúc raster trên cơ sở lưới bao vây và cây tứ phân, số còn lại xây dựng một khuôn mẫu riêng cho mình tùy vào nhà sản xuất phầm mềm nhưng thường là theo khuôn mẫu chuẩn quốc gia, quốc tế như SDTS hay DIGEST.2 Các phép chiếu không gian của GIS 1.1 Hệ thống tham chiếu không gian Vị trí của vật thể trong không gian đều phải gắn liền với một hệ toạ độ. Trong GIS, để biểu diễn dữ liệu không gian người ta thường dùng hai hệ toạ độ là: hệ toạ độ địa lý và hệ toạ độ quy chiếu.