phần Mở đầu, Kết luận vàTài liệu tham khảo, luận văn được chia làm 3 chương: Chƣơng 1: Cơ sở lý thuyết Chƣơng 2: Đặc điểm tình hình địa phƣơng và hiện trạng tƣ liệu nghiên cứu Chƣơng 3:Xây dựng CSDL địa lý phục vụ Quốc phòng an ninh vùng biên giới phía Bắc (lấy ví dụ: Tỉnh Điện Biên) 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Hệ thống thông tin địa lý 1.1 Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý Hệ thống thông tin địa lý – GIS là lĩnh vực kết hợp giữa Công nghệ thông tin và địa lý. Nói cách khác đó là một hệ thống gắn kết các lớp thông tin dữliệu về các lĩnh vực tự nhiên, xã hội với các đối tượng không gian trên bản đồ số. GIS là một hệ thống thông tin có khả năng thu thập, cập nhật, quản trị và phân tích, biểu diễn dữ liệu địa lý phục vụ giải quyết các bài toán ứng dụng có liên quan tới vị trí địa lý trên bề mặt trái đất hoặc được định nghĩa như là một hệ thông tin đại lý, với khả năng truy nhập, tìm kiếm, xử lý, phân tích và truy xuất dữ liệu địa lý, nhằm hỗ trợ cho công tác quản lý, quy hoạch tài nguyên thiên nhiên và môi trường. HTTĐL luôn luôn được cập nhật bổ sung và phát triển như vũ bão, GIS có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực đời sống của con người.
Thông qua hệ thống máy tính và các thiết bị chuyên dụng, GIS đã cho phép cập nhật, phân tích, đánh giá và xây dựng các CSDL một cách nhanh nhất phục vụ cho kinh tế đất nước nói chung trong đó có mục đích quân sự nói riêng. GIS đã kết hợp các thao tác CSDL thông thường cho phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, dữ liệu không gian và cả dữ liệu thuộc tính. Trong đó, phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ. Khả năng này phân biệt HTTĐL với các hệ thống thông tin khác và khiến cho HTTĐL có phạm vi ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.2 Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin địa lý GIS là một hệ thống chặt chẽ được kết hợp bởi nhiều thành phần khác nhau, mỗi thành phần đều có một chức năng riêng biệt và không thể thiếu trong hệ thống.
Các thành phần này có quan hệ mật thiết gắn bó, hỗ trợ với nhau thành một thể thống nhất bảo đảm cho hệ hoạt động một cách nhịp nhàng, đạt hiệu quả cao về mặt khoa học công nghệ và kinh tế. Một hệ thống GIS hoàn chỉnh sẽ mang lại những chức năng cần thiết và quan trọng cho người sử dụng.Khi đó, việc khai thác và sử dụng những chức năng này sẽ đem lại hiệu quả công việc cao cho người dùng. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin địa lý (Internet) Thông thường GIS gồm có 5 thành phần chính: Phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và quy trình thực hiện (hình 1. Sơ đồ cấu thành nên GIS được thể hiện: Phần cứng: Bao gồm: (Hình 1.2) bộ xử lý trung tâm (CPU); các thiết bị đầu vào lưu trữ, hiển thị như thiết bị ghi ngoài màn hình, máy vẽ… Phần cứng của hệ thống thông tin địa lý được xem như là phần cố định mà bằng mắt thường ta có thể dễ dàng nhìn thấy được.
Các thiết bị này cũng hết sức đa dạng về kích cỡ, kiểu dáng, tốc độ và độ phân giải do các hãng khác nhau sản xuất, chúng được kết nối với máy tính để thực hiện việc nhập và xuất dữ liệu. Ngày nay, phần mềm GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng từ máy chủ trung tâm, đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng.2: Phần cứng của một hệ GIS (Internet) 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phần mềm: Phần mềm GIS rất đa dạng và phong phú do nhiều hãng sản xuất, các phần mềm GIS có thể giống nhau ở chức năng, xong khác về tên gọi hệ điều hành hay môi trường hoạt động, giao diện, khuôn dạng dữ liệu không gian và hệ quản trị CSDL. Phần mềm GIS đã phát triển ngày càng thân thiện với người dùng, toàn diện về chức năng và có khả năng quản lý dữ liệu rất hiệu quả. Thông thường các phần mềm GIS có những chức năng sau: - Quản lý tài nguyên máy tính của tổ chức.
- Cung cấp công cụ tận dụng ưu thế của những tài nguyên này. - Hành động như một trung gian giữa tổ chức và thông tin được lưu. Các thành phần chính trong phần mềm GIS là: - Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý. - Hệ quản trị CSDL (DBMS).
- Giao diện đồ họa người-máy (GUI) để truy cập các công cụ dễ dàng. - Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý Dữ liệu: Phần dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu không gian và phi không gian. Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu. Các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại.Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng DBMS để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu.
Có rất nhiều loại dữ liệu như dữ liệu 2D, 3D, các loại dữ liệu số và tiến tới chúng ta xây dựng các loại “siêu dữ liệu”. Con người: Trong HTTĐL, yếu tố con người được biết đến dưới các tên gọi khác nhau như: phần não, phần sống. Con người còn tham gia vào việc thiết lập, khai thác và bảo trì hệ thống gián tiếp hoặc trực tiếp. Có hai nhóm người quan trọng trực tiếp quyết định sự tồn tại và phát triển của GIS là người sử dụng và người quản lý.
Đội ngũ những người sử dụng GIS trên nhiều lĩnh vực khác nhau có sử dụng thông tin địa lý. Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia vào quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế. Người sử dụng 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật. Người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc.3 Các chức năng của một hệ GIS Công nghệ GIS được dùng để phân tích địa lý như là kính hiển vi tiềm vọng và máy tính điện tử đối với các môn khoa học khác.
Nó được coi như chất xúc tác cần để hòa nhập những sự tách biệt có tính chất vật lý và có tính chất địa lý với các lĩnh vực khác có sử dụng thông tin bản đồ.3: Các chức năng của một hệ GIS (Internet) Theo Meanden và Kapestsky(1991), các chức năng của một hệ GIS có thể chia thành 6 nhóm và một điều dễ nhận ra là các chức năng của GIS chủ yếu tập trung vào vấn đề dữ liệu của hệ thống thông tin, trong đó: - Thu thập và mã hóa: là quá trình thực hiện tiếp nhận các dữ liệu đầu vào và chuyển các dữ liệu này theo khuôn mẫu áp dụng được cho GIS. - Thao tác xử lý: nhằm mục đích đưa các dữ liệu dưới dạng các tập tin sao cho máy tính có thể dễ dàng sử dụng. - Sắp xếp dữ liệu: là cách lựa chọn các thông tin dựa trên một tiêu chuẩn hoặc chủ đề nào đó. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Biểu diễn: là thực hiện việc biểu diễn các dữ liệu bằng các biểu đồ, bản đồ, các bảng biểu của một đối tượng địa lý.
- Quản lý CSDL: là việc sắp xếp quản lý các dữ liệu phức tạp sao cho việc truy cập, kết nối dễ dàng, lưu trữ và bảo quản dữ liệu bảo đảm cho hệ thống luôn hoạt động. Ngoài ra, HTTĐL còn có chức năng phân tích không gian.Đây là điểm khác biệt quan trọng của HTTĐL với các hệ thống thông tin khác. Phân tích không gian trong GIS: khi nói đến một HTTĐL, người ta luôn đề cập đến khả năng phân tích không gian của GIS. Nhờ chức năng này, người ta có thể giải quyết những công việc mà trước khi có GISphải mất rất nhiều thời gian, công sức mới thực hiện được.
Phân tích không gian trong GIS là quá trình thực hiện một trong các loạt thao tác như: Truy vấn tọa độ địa lý, truy vấn dữ liệu đặc tính (truy vấn phi không gian) hay thao tác dữ liệu mới từ dữ liệu ban đầu(chồng xếp bản đồ, cắt theo vùng, tách lọc thông tin,…). Quá trình này thực hiện hai mối quan hệ: Mối quan hệ giữa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian; mối quan hệ không gian giữa các đối tượng địa lý. Kết quả phân tích không gian có thể được thể hiện thông quabản đồ, đồ thị, các báo cáo hoặc cả ba sản phẩm.2 Khái niệm CSDL Khái niệm CSDL chuẩn CSDL là một bộ sưu tập rất lớn về các loại dữ liệu tác nghiệp, bao gồm các bộ dữ liệu âm thanh, tiếng nói, chữ viết, văn bản, đồ họa, hình ảnh tĩnh hay động, …. Cấu trúc lưu trữ dữ liệu tuân theo các quy tắc dựa trên lý thuyết toán học.
CSDL phản ánh trung thực thế giới dữ liệu hiện thực khách quan. CSDL đã có ảnh hưởng rất lớn đến việc sử dụng máy tính. Có thể nói rằng CSDL đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực có sử dụng máy tính như giáo dục, thương mại, kỹ nghệ, khoa học, thư viện…. Thuật ngữ CSDL trở thành một thuật ngữ phổ dụng.
CSDL được các hệ ứng dụng khai thác bằng ngôn ngữ con dữ liệu, hoặc bằng các chương trình ứng dụng để xử lý, tìm kiếm, tra cứu, sửa đổi, bổ sung hay loại bỏ dữ liệu. Tìm 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com kiếm và tra cứu thông tin là một trong những chức năng quan trọng và phổ biến nhất của dịch vụ CSDL. Đối tượng nghiên cứu của CSDL là các thực thể và mối quan hệ giữa các thực thể. Thực thể và mối quan hệ giữa các thực thể là hai đối tượng khác nhau về căn bản.
Mối quan hệ giữa các thực thể cũng là một loại thực thể đặc biệt. Một CSDL có thể phân thành các mức khác nhau. Mô hình kiến trúc 3 lớp của CSDL được phân thành: mức trong, mức mô hình dữ liệu (mức quan niệm) và mức ngoài. Giữa các mức tồn tại các ánh xạ quan niệm trong và ánh xạ quan niệm ngoài.
Trung tâm của hệ thống là mức quan niệm, tức là mức mô hình dữ liệu.