Chương 1, Trang 5). Sơ lược về lịch sử phát triển GIS KLTN Thông tin địa lý - Hệ thống thông tin địa lý được hình thành vào những năm 1960 ở cơ quan địa chính của Canada và phát triển rất rộng rãi trong những năm gần đây tại nhiều nước trên thế giới. Roger Tomlinson là người xây dựng hệ thống thông tin địa lý đầu tiên trên thế giới. Đó là hệ thống thông tin địa lý quốc gia Canada (Canada Geographic Information System).
Ngoài ra, ông còn được biết đến như là người đầu tiên đưa ra thuật ngữ GIS. Năm 1963, giáo sư Roger Tomlinson đã khiến thếgiới phải công nhận ông là cha đẻ của GIS. - Mãi cho đến đầu thập niên 80, khi phần cứng máy tính phát triển mạnh vớinhững tính năng cao, giá rẻ, đồng thời phát triển nhanh về lý thuyết cũng như ứng dụng cơ sở dữ liệu cùng với nhu cầu cần thiết về thông tin đã làm cho công nghệ GIS càng ngày được quan tâm hơn. Nguyên tắc hoạt động của GIS GIS có chức năng chính như quản lý, lưu trữ, tìm kiếm, thể hiện, trao đổi và xử lý dữ liệu không gian cũng như các dữ liệu thuộc tính.
Cấu trúc của hệ thống thống tin địa lý 6 a. Phần cứng Bao gồm hệ thống máy tính và các thiết bị ngoại vi có khả năng thực hiện các chức năng nhập thông tin (Input), xuất thông tin (Output) và xử lý thông tin của phần mềm. Hệ thống này gồm có máy chủ (server), máy khách (client), máy quét (scanner), máy in (printer) được liên kết với nhau trong mạng LAN hay Internet. Phần mềm Đi kèm với hệ thống thiết bị trong GIS ở trên là một hệ phần mềm có tối thiểu 4 nhóm chức năng sau đây: - Nhập thông tin không gian và thông tin thuộc tính từ các nguồn khác nhau.
- Lưu trữ, điều chỉnh, cập nhật và tổ chức các thông tin không gian và thông tin thuộc tính. - Phân tích biến đổi thông tin trong cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bài toán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian – thời gian. - Hiển thịvà trình bày thông tin dưới các dạng khác nhau, với các biện pháp khác KLTN nhau. Phần mềm được phân Thông thành ba lớp:tin địahành, hệ điều lý các chương trình tiện ích đặc biệt và các chương trình ứng dụng.
Cơ sở dữ liệu GIS phải bao gồm một cơ sở dữ liệu chứa các thông tin không gian (thông tin địa lý: cặp tọa độ x, y trong hệ tọa độ phẳng hoặc địa lý) và các thông tin thuộc tính liên kết chặt chẽ với nhau và được tổchức theo một ý đồ chuyên ngành nhất định. Thời gian được mô tả như một kiểu thuộc tính đặc biệt. Quan hệ được biểu diễn thông qua thông tin không gian hoặc thuộc tính. Dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý a.
Khái niệm về dữ liệu địa lý Dữ liệu địa lý nhằm phản ánh thế giới thực, cần trả lời được các câu hỏi: - Cái gì (dữ liệu thuộc tính)? - Ở đâu (dữ liệu không gian)? - Khi nào (thời gian)? 7 - Tương tác với các đối tượng khác ra sao (quan hệ)? Một đối tượng của dữ liệu địa lý được coi là đã xác định khi có thông tin về các lĩnh vực trên. Cách thức biểu diễn dữ liệu địa lý Có hai dạng cấu trúc dữ liệu cơ bản trong GIS. Đó là dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Đặc điểm quan trọng trong tổ chức dữ liệu của GIS là: dữ liệu không gian (bản đồ) và dữ liệu thuộc tính được lưu trữ trong cùng một cơ sở dữ liệu (CSDL) và có quan hệ chặt chẽ với nhau.Trong đó, mô hình Raster hoặc mô hình Vector được sử dụng để biểu diễn vị trí, mô hình phân cấp, mô hình mạng hoặc mô hình quan hệ được sử dụng để biểu diễn thuộc tính của các đối tượng, các hoạt động, các sự kiện trong thế giới thực.
- Dữ liệu không gian: các đối tượng không gian trong GIS được nhóm theo ba loại đối tượng: điểm, đường và vùng. Ba đối tượng không gian trên dù ở mô hình cấu trúc dữ liệu GIS nào đều có một điểm chung là vị trí của chúng đều được ghi nhận bằng giá trị toạ độ KLTN trong mộtThông tinđóđịa hệ toạ độ nào tham lý chiếu với hệ toạ độ dùng cho Trái đất. - Dữ liệu thuộc tính: Dữ liệu thuộc tính là các thông tin đi kèm với các dữ liệu không gian, chỉ ra các tính chất đặc trưng cho mỗi đối tượng điểm, đường và vùng trên bản đồ. Dữ liệu thuộc tính dùng để mô tả đặc điểm của đối tượng.
Dữ liệu thuộc tính có thể là định tính – mô tả chất lượng (qualitative) hay là định lượng (quantative). Các thông tin thuộc tính thườnng được lưu trữ dưới dạng các tập tin dữ liệu của các hệ quản trịdữliệu như DBASE, ACCES, ORACLE. Thông thường các phần mềm GIS như ARCGIS, MAPINFO, ARCINFO, ARCVIEW….thường có thêm phần chứ năng quản trị cơ sở dữ liệu thuộc tính dưới dạng các tệp *. Shapefile và Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (CSDL) a.
Shape file - Esri Shapefile hay gọi đơn giản là shapefile là một định dạng dữ liệu vector không gian dành cho các phần mềm GIS. Được phát triển và điều chỉnh bởi ESRI. Shapefiles mô tả các đối tượng không gian như: điểm, đường, vùng. 8 - Shapefile là định dạng vector lưu trữ vị trí địa lý kết hợp với thông tin địa lý của các đối tượng.
Hệ quản trị CSDL - Một hệ quản trị CSDL là một tập hợp các chương trình nhằm quản lý các công việc khởi tạo, bảo dưỡng và sử dụng các CSDL. Nó cho phép các tổ chức đạt quyền kiểm soát của CSDL cho quản trị viên và những người có quyền đặc biệt. Một hệ quản trị CSDL là một gói hệ thống phần mềm mà được tập hợp từ nhiều dữ liệu và tập tin được gọi là CSDL. Nó cho phép những chương trình hay người dùng khác truy cập dễ dàng vào CSDL.
Hệ quản trị CSDL có thể sử dụng nhiều loại mô hình dữ liệu, chẳng hạn như mô hình mạng hay mô hình quan hệ. Trong những hệ thống lớn hệ quản trị CSDL cho phép người dùng và phần mềm có thể lưu trữ hoặc trích xuất dữ liệu theo phương pháp cấu trúc. Thay vì việc phải viết những chương trình dùng để trích xuất thông tin, người dùng chỉ cần đặt những câu truy vấn sử dụng ngôn ngữ truy vấn (query language). Nó cung cấp khả năng điều khiển truy cập dữ liệu, tích hợp dữ liệu, quản lý đồng thời, và khôi phục CSDL từ các bản sao lưu.
KLTN - Một hệ quản trị CSDL cũng Thông tin cung cấp khả địa năng phânlý phối dữ liệu tới người dùng một các hợp lý. Ứng dụng của GIS Kỹ thuật GIS hiện nay được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực: - Nghiên cứu quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường gồm: a) Quản trị rừng (theodõi sự thay đổi, phân loại.), b) Quản trị đường di cư và đời sống động vật hoang dã, c) Quản lý và quy hoạch đồng bằng ngập lũ, lưu vực sông, d) Phân tích các biến động khí hậu, thuỷ văn, e) Nghiên cứu tình trạng xói mòn đất. - Nghiên cứu điều kiện kinh tế - xã hội gồm: Quản lý dân số, Quản trị mạng lưới giao thông (thuỷ - bộ), Quản lý mạng lưới y tế, giáo dục, Điều tra và quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng. 9 - Nghiên cứu hỗ trợ các chương trình quy hoạch phát triển gồm: Đánh giá khả năng thích nghi cây trồng, vật nuôi và động vật hoang dã, Định hướng và xác định các vùng phát triển tối ưu trong sản xuất nông nghiệp, Hỗ trợ quy hoạch và quản lý các vùng bảo tồn thiên nhiên, Đánh giá khả năng và định hướng quy hoạch các vùng đô thị, công nghiệp lớn, Hỗ trợ bố trí mạng lưới y tế, giáo dục.
- Trong nghiên cứu sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn gồm: Thổ nhưỡng. Quy hoạch thủy văn và tưới tiêu. Kinh tế nông nghiệp. Phân tích khí hậu.
Mô hình hóa nông nghiệp. Chăn nuôi gia súc/gia cầm. Đặc điểm khu vực nghiênThông cứu tin địa lý Quận 4 là một quận thuộc trung tâm TP. Quận 4 được tạo bởi ba mặt sông là: sông Sài Gòn (dài 2.300 m) về phía Đông bắc, tiếp giáp Quận 2; rạch Bến Nghé (dài 3.250 m) về phía Tây bắc, tiếp giáp Quận 5; kênh Tẻ (dài 4.400 m), tiếp giáp Quận 7.
Diện tích Quận 4 ngày nay gần 4,2 km2, được tổ chức gồm 15 phường từ Phường 1 đến Phường 18 (trong đó 3 phường đã được sáp nhập lại trong quá trình quy hoạch không còn địa danh là Phường 7; 11 và 17). Dân số Quận 4 hiện nay gần 200.000 người; có 95,43% người Việt, 3,9% người Hoa và còn lại một số rất ít là người dân tộc Khơme, Chăm, Ấn đang sinh sống trên địa bàn. Bản đồtin hànhđịa chínhlýQuận 4 2. Giới thiệu phần mềm Arcgis - ArcGIS là hệ thống GIS hàng đầu hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn diện từ thu thập / nhập số liệu, chỉnh lý, phân tích và phân phối thông tin trên mạng Internet tới các cấp độ khác nhau như cơ sở dữ liệu địa lý cá nhân hay cơ sở dữ liệu của các doanh nghiệp.
Về mặt công nghệ, hiện nay các chuyên gia GIS coi công nghệ ESRI là một giải pháp mang tính chất mở, tổng thể và hoàn chỉnh, có khả năng khai thác hết các chức năng của GIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop (ArcGIS Desktop), máy chủ (ArcGIS Server), các ứng dụng Web (ArcIMS, ArcGIS Online), hoặc hệ thống thiết bị di động (ArcPAD). và có khả năng tương tích cao đối với nhiều loại sản phẩm của nhiều hãng khác nhau. - ArcGIS Destop (với phiên bản mới nhất là ArcGIS 10) là một bộ phần mềm ứng dụng gồm: ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox, ModelBuilder, ArcScene và ArcGlobe. Khi sử dụng các ứng dụng này đồng thời, người sử dụng có thể thực hiện được các bài toán ứng dụng GIS bất kỳ, từ đơn giản đến phức tạp, bao gồm cả thành 11 lập bản đồ, phân tích địa lý, chỉnh sửa và biên tập dữ liệu, quản lý dữ liệu, hiển thị và xử lý dữ liệu.
Phần mềm ArcGIS Desktop được cung cấp cho người dùng ở 1 trong 3 cấp bậc với mức độ chuyên sâu khác nhau là ArcView, ArcEditor, ArcInfo. ArcView: Cung cấp đầy đủ chức năng cho phép biểu diễn, quản lý, xây dựng và phân tích dữ liệu địa lý, các công cụ phân tích không gian cùng với việc biên tập và phân tích thông tin từ các lớp bản đồ khác nhau đồng thời thể hiện các mối quan hệ và nhận dạng các mô hình.