Chương 1: Nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống thông tin địa lý, phục vụ các thiết bị đầu cuối có tài nguyên hạn chế (PDA, Smartphone): các kỹ thuật phân tích, biểu diễn bản đồ địa lý, hình tượng hoá … - Chương 2: Trình bày các khái niệm, mô hình cũng như kiến trúc tổng quan của các dịch vụ được phát triển theo định hướng đáp ứng các yêu cầu của người sử dụng dựa trên phân tích vị trí của họ, trình bày về c ác kỹ thuận định vị cơ bản. - Chương 3: Trình bày quá trình xây dựng, phát triển thử nghiệm hệ thống GeoCode quản lý thông tin địa lý của Hà Nội (chú trọng các lớp cơ sở : đường phố, địa danh, …; và các chức năng chính phục vụ việc triển khai các dịch vụ hướng vị trí). - Chương 4: Áp dụng các phần lý thuyết đã trình bày để t ích hợp thử nghiệm một số dịch vụ liên quan đến vị trí người dùng (chỉ đường, tìm điểm quan tâm, …) vào hệ thống quản lý thông tin địa lý GeoServer. - Chương 5: Kế t luâ ̣n, đánh giá cá c kế t quả đề tài đ ã thực hiện được và hướng phát triển tiếp theo.
Formatted: Dutch (Netherlands) iv TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Formatted: Dutch (Netherlands) Trong quá triǹ h nghiên cứu , thưc̣ hiê ̣n luận văn này chắ c chắ n không tránh khỏi nhiề u thiế u sót. Tôi rấ t mong nhâ ̣n đươ ̣c nhiề u sư ̣ ủng hô ̣ , ý kiến đóng góp xây dựng cho luận văn này đươ ̣c ngày càng hoàn thiê ̣n và ứng dụng thử nghiệm hoàn chỉnh hơn. Formatted: Dutch (Netherlands) v TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 1 Formatted: Dutch (Netherlands) TỔNG QUAN VỀ GIS Formatted: Dutch (Netherlands) 1 NỘI DUNG CHÍNH: - Giới thiệu khái niệm cơ bản về GIS - Kiến trúc và tổ chức hệ thống GIS - Tìm hiểu một số hệ thống tiêu biểu hiện nay - Đánh giá - Kết luận Formatted: Dutch (Netherlands) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2 Formatted: Dutch (Netherlands) I.1 Khái niệm cơ bản I.1 GIS là gì “Hệ thống thông tin địa lý” (Geographical Information System- GIS) [3] được xem như hệ thống có khả năng thu thập, lưu trữ, phân tích, quản lý, và hiển thị dữ liệu liên kết với vị trí địa lý trên trái đất. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ.
Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược). Khi xác định một công việc kinh doanh mới (như tìm một khu đất tốt cho trồng chuối, hoặc tính toán lộ trình tối ưu cho một chuyến xe khẩn cấp), GIS cho phép tạo lập bản đồ, phối hợp thông tin, khái quát các viễn cảnh, giải quyết các vấn đề phức tạp, và phát triển các giải pháp hiệu quả mà trước đây không thực hiện được. GIS là một công cụ được các cá nhân, tổ chức, trường học, chính phủ và các doanh nghiệp sử dụng nhằm hướng tới các phương thức mới giải quyết vấn đề. Lập bản đồ và phân tích địa lý không phải là kỹ thuật mới, nhưng với GIS, chúng ta có thể thực thi các công việc này tốt hơn và nhanh hơn các phương pháp thủ công cũ.
Trước công nghệ GIS, chỉ có một số ít người có những kỹ năng cần thiết để sử dụng thông tin địa lý giúp ích cho việc giải quyết vấn đề và đưa ra các quyết định.2 Các thành phần của GIS? GIS được kết hợp bởi năm thành phần chính: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và phương pháp. Phần cứng: Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ GIS hoạt động. 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. Phần mềm: Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý.
Các thành phần chính trong phần mềm GIS là: + Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý + Hệ quản trị cơ sở dữ liệu(DBMS) + Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý + Giao diện đồ hoạ người-máy (GUI) để truy cập các công cụ dễ dàng Dữ liệu: 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 người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không Formatted: Dutch (Netherlands) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 3 Formatted: Dutch (Netherlands) gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng DBMS để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu. Con ngƣời: Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế.
Người sử dụng 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. Phƣơng pháp: Một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được mô phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức.3 GIS làm việc nhƣ thế nào? GIS lưu giữ thông tin về thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề có thể liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý. Điều này đơn giản nhưng vô cùng quan trọng và là một công cụ đa năng đã được chứng minh là rất có giá trị trong việc giải quyết nhiều vấn đề thực tế, từ thiết lập tuyến đường phân phối của các chuyến xe, đến lập báo cáo chi tiết cho các ứng dụng quy hoạch, hay mô phỏng sự lưu thông khí quyển toàn cầu. Tham khảo địa lý: Các thông tin địa lý hoặc chứa những tham khảo địa lý hiện (chẳng hạn nh kinh độ, vĩ độ hoặc toạ độ lới quốc gia), hoặc chứa những tham khảo địa lý ẩn (như địa chỉ, mã bưu điện, tên vùng điều tra dân số, bộ định danh các khu vực rừng hoặc tên đường).
Mã hoá địa lý là quá trình tự động thường được dùng để tạo ra các tham khảo địa lý hiện (vị trí bội) từ các tham khảo địa lý ẩn (là những mô tả, như địa chỉ). Các tham khảo địa lý cho phép định vị đối tượng (như khu vực rừng hay địa điểm thơng mại) và sự kiện (như động đất) trên bề mặt quả đất phục vụ mục đích phân tích. Mô hình Vector và Raster: Hệ thống thông tin địa lý làm việc với hai dạng mô hình dữ liệu địa lý khác nhau về cơ bản - mô hình vector và mô hình raster. Trong mô hình vector, thông tin về điểm, đường và vùng được mã hoá và lưu dưới dạng tập hợp các toạ độ x,y.
Vị trí của đối tượng điểm, như lỗ khoan, có thể được biểu diễn bởi một toạ độ đơn x,y. Đối tượng dạng đường, như đường giao thông, sông suối, có thể được lưu dưới dạng tập hợp các toạ độ điểm. Đối tượng dạng vùng, như khu vực buôn bán hay vùng lưu vực sông, được lưu như một vòng khép kín của các điểm toạ độ. Mô hình vector rất hữu ích đối với việc mô tả các đối tượng riêng biệt, nhưng kém hiệu quả hơn trong miêu tả các đối tượng có sự chuyển đổi liên tục như kiểu đất hoặc chi phí ước tính cho các bệnh viện.
Mô hình raster được phát triển cho mô phỏng các đối tượng liên tục như vậy. Một ảnh raster là một tập hợp các ô lưới. Cả mô hình vector và raster đều được dùng để lưu dữ liệu địa lý với nhưng ưu điểm, nhược điểm riêng, Các hệ GIS hiện đại có khả năng quản lý cả hai mô hình này. Formatted: Dutch (Netherlands) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 4 Formatted: Dutch (Netherlands) I.4 Các nhiệm vụ của GIS Mục đích chung của các Hệ Thông tin địa lý là thực hiện 6 nhiệm vụ sau: + Nhập dữ liệu + Thao tác dữ liệu + Quản lý dữ liệu + Hỏi đáp và phân tích + Hiển thị Nhập dữ liệu: Trước khi dữ liệu địa lý có thể được dùng cho GIS, dữ liệu này phải được chuyển sang dạng số thích hợp.
Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữ liệu dạng số được gọi là quá trình số hoá. Công nghệ GIS hiện đại có thể thực hiện tự động hoàn toàn quá trình này với công nghệ quét ảnh cho các đối tượng lớn; những đối tượng nhỏ hơn đòi hỏi một số quá trình số hoá thủ công (dùng bàn số hoá). Ngày nay, nhiều dạng dữ liệu địa lý thực sự có các định dạng tương thích GIS. Những dữ liệu này có thể thu được từ các nhà cung cấp dữ liệu và được nhập trực tiếp vào GIS.
Thao tác dữ liệu: Có những trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyển dạng và thao tác theo một số cách để có thể tương thích với một hệ thống nhất định. Ví dụ, các thông tin địa lý có giá trị biểu diễn khác nhau tại các tỷ lệ khác nhau (hệ thống đờng phố được chi tiết hoá trong file về giao thông, kém chi tiết hơn trong file điều tra dân số và có mã bưu điện trong mức vùng). Trước khi các thông tin này được kết hợp với nhau, chúng phải được chuyển về cùng một tỷ lệ (mức chính xác hoặc mức chi tiết). Đây có thể chỉ là sự chuyển dạng tạm thời cho mục đích hiển thị hoặc cố định cho yêu cầu phân tích.
Công nghệ GIS cung cấp nhiều công cụ cho các thao tác trên dữ liệu không gian và cho loại bỏ dữ liệu không cần thiết. Quản lý dữ liệu: Đối với những dự án GIS nhỏ, có thể lưu các thông tin địa lý dưới dạng các file đơn giản. Tuy nhiên, khi kích cỡ dữ liệu trở nên lớn hơn và số lượng người dùng cũng nhiều lên, thì cách tốt nhất là sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) để giúp cho việc lưu giữ, tổ chức và quản lý thông tin. Một DBMS chỉ đơn giản là một phần mền quản lý cơ sở dữ liệu.
Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, nhưng trong GIS cấu trúc quan hệ tỏ ra hữu hiệu nhất. Trong cấu trúc quan hệ, dữ liệu được lưu trữ ở dạng các bảng.