Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ - GIS 1. Khái niệm chung về bản đồ 1. Định nghĩa Bản đồ địa lý là sự biểu thị thu nhỏ qui ƣớc của bề mặt trái đất lên mặt phẳng, xây dựng trên cơ sở toán học với sự trợ giúp và sử dụng các ký hiệu qui ƣớc để phản ánh sự phân bố, trạng thái và mối quan hệ tƣơng quan của các hiện tƣợng thiên nhiên và xã hội đƣợc lựa chọn và khái quát hoá để phù hợp với mục đích sử dụng của bản đồ và đặc trƣng cho khu vực nghiên cứu[2]. Hình 1-1: Biểu thị của bề mặt trái đất lên mặt phẳng(Keith Clarke, 1995) 1.
Bản đồ như mô hình toán học * Geoid Trên thực tế bề mặt tự nhiên của trái đất rất phức tạp về mặt hình học, không thể biểu thị nó theo một qui luật nhất định nào. Do vậy bề mặt tự nhiên trái đất đƣợc thay thế bằng mặt Geoid. Mặt Geoid là mặt nƣớc biển trung bình yên tĩnh trải rộng xuyên qua lục địa và luôn vuông góc với các hƣớng dây dọi. Do sự phân bố không đồng đều của các khối vật chất trong vỏ quả đất làm biến đổi hƣớng trọng lực, làm bề mặt Geoid có dạng phức tạp về mặt hình học.
* Bề mặt Elipxoid quay của trái đất Ngƣời ta lấy mặt Elipxoid quay có hình dạng kích thƣớc gần giống Geoid làm bề mặt toán học thay cho Geoid. Kích thƣớc của Elipxoid trái đất đƣợc tính theo tài liệu đo đạc trắc địa, thiên văn và trọng lực. Ngoài việc xác định kích thƣớc của Elipxoid thay cho Geoid, cần phải đặt đúng Elipxoid ở thể trái đất gọi là định hƣớng Elipxoid. Định hƣớng Elipxoid khác nhau dẫn đến sự khác nhau về toạ độ của một điểm khi tính 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com toạ độ từ những góc khác nhau.
Kích thƣớc và định hƣớng elipxoid đƣợc xác định khác nhau trên thế giới gây nên sự phức tạp trong sử dụng tài liệu trắc địa - bản đồ. Hình 1-2: Dạng Geoid và hình Elipxoid(Dorothy Freidel, 1993) Việc biểu thị lên mặt phẳng một phần nhỏ bề mặt trái đất thì độ cong trái đất có thể bỏ qua. Trong trƣờng hợp này các đƣờng thẳng đã đo trên thực địa đƣợc thu nhỏ theo tỷ lệ qui định và biểu thị trên giấy không cần hiệu chỉnh độ cong của trái đất. Những bản vẽ nhƣ thế gọi là bình đồ.
Trên bình đồ, tỷ lệ ở mọi nơi và mọi hƣớng đều nhƣ nhau. Trên bản đồ biểu thị toàn bộ trái đất hoặc một diện tích lớn thì độ cong của trái đất là không thể bỏ qua. Việc chuyển từ mặt Elipxoid lên mặt phẳng đƣợc thực hiện nhờ phép chiếu bản đồ. Các phép chiếu biểu hiện quan hệ giữa toạ độ các điểm trên mặt đất và toạ độ các điểm đó trên mặt phẳng bằng các phƣơng pháp toán học.
trong trƣờng hợp này, các phần tử nội dung bản đồ giữ đúng vị trí địa lý, nhƣng sẽ có sai số về hình dạng hoặc diện tích. Bề mặt trái đất đƣợc biểu thị trên bản đồ với mức độ thu nhỏ khác nhau tại những phần khác nhau của nó, có nghĩa là tỷ lệ ở những điểm khác nhau trên bản đồ cũng khác nhau. Có thể biểu thị mặt cầu trái đất trên mặt phẳng theo nhiều cách khác nhau. Nếu dùng các phép chiếu khác nhau và tuân theo các điều kiện toán học nhất định đặt ra cho sự biểu thị đó.
Ví dụ: ngƣời ta cần những phép chiếu đồng góc hoặc đồng diện tích. Muốn vậy, theo những điều kiện nhất định tính toạ độ các giao điểm của kinh tuyến và vĩ tuyến. Dựa theo những điểm này dựng hệ lƣới kinh vĩ tuyến gọi là lƣới bản đồ. Lƣới bản đồ dùng làm cơ sở để chuyển vẽ toàn bộ nội dung còn lại của bản đồ.
Mô hình thực tiễn Trên bản đồ ngƣời ta có thể thể hiện các đối tƣợng và hiện tƣợng có trên mặt đất trong thiên nhiên, xã hội và các lĩnh vực hoạt động của con ngƣời. Các yếu tố nội dung của bản đồ: - Thuỷ hệ 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Địa hình bề mặt - Dân cƣ - Đƣờng giao thông - Ranh giới hành chính - chính trị - Lớp phủ thổ nhƣỡng - thực vật - Các đối tƣợng kinh tế xã hội Các yếu tố kể trên đƣợc thể hiện trên bản đồ địa lý chung và trên một số các bản đồ chuyên đề. Bản đồ chuyên đề có các yếu tố nội dung riêng đặc trƣng cho từng loại nhƣ thổ nhƣỡng địa chất. Trên các bản đồ chuyên đề các yếu tố địa lý chung đƣợc thể hiện với các mức độ khác nhau phụ thuộc vào giá trị của chúng trong việc nêu bật các yếu tố chính của bản đồ chuyên đề.
Bản đồ như mô hình qui ước Các yếu tố nội dung của bản đồ đƣợc thể hiện bằng những ký hiệu qui ƣớc. Các ký hiệu thể hiện vị trí, hình dáng kích thƣớc của đối tƣợng trong thực tế, ngoài ra còn thể hiện một số đặc trƣng về số lƣợng và chất lƣợng. Phân ra 3 loại ký hiệu: - Ký hiệu theo tỷ lệ - vùng - Ký hiệu theo tỷ lệ - đƣờng - Ký hiệu phi tỷ lệ - điểm Việc thể hiện kích thƣớc và các đặc trƣng khác đối tƣợng trên bản đồ đạt đƣợc bằng cách sử dụng màu sắc, cấu trúc của ký hiệu và các ghi chú kèm theo. Việc sử dụng hệ thống ký hiệu qui ƣớc cho phép chúng ta: - Biểu thị toàn bộ bề mặt trái đất hoặc những khu vực lớn trong một bản đồ giúp chúng ta nắm bắt những điểm quan trọng không thể thể hiện với tỷ lệ nhỏ.
Điều đó là không thể nếu sử dụng những mô hình không gian kiểu ảnh hàng không. - Thể hiện bề mặt lồi lõm của trái đất lên mặt phẳng. - Phản ánh các tính chất bên trong của sự vật, hiện tƣợng. - Thể hiện sự phân bố, các quan hệ của sự vật, hiện tƣợng một cách trực quan.
- Loại bỏ những mặt ít giá trị, các chi tiết vụn vặt không đặc trƣng hoặc đặc trƣng cho các đối tƣợng riêng lẻ, mặt khác nêu bật các tính chất căn bản, các tính chất chung. Ký hiệu giữ những nét đặc trƣng trên các bản đồ khác nhau về tỷ lệ và thể loại. Nhƣ vậy tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các bản đồ khác nhau. Các tính chất của bản đồ - Tính trực quan 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Bản đồ cung cấp cho ngƣời dùng khả năng bao quát và tiếp thu nhanh chóng những yếu tố chủ yếu và quan trọng nhất của nội dung bản đồ.
Nó phản ánh các tri thức về các đối tƣợng (hiện tƣợng) đƣợc biểu thị bằng bản đồ, ngƣời sử dụng có thể tìm ra những qui luật của sự phân bố các đối tƣợng và hiện tƣợng. - Tính đo đƣợc Có mối liên quan chặt chẽ với cơ sở toán học của bản đồ. Căn cứ vào tỷ lệ, phép chiếu, vào thang bậc của các dấu hiệu qui ƣớc, ngƣời sử dụng có khả năng xác định các trị số khác nhau nhƣ: toạ độ, biên độ, khoảng cách, diện tích, thể tích, góc phƣơng hƣớng. Chính nhờ tính chất này mà bản đồ đƣợc dùng làm cơ sở để xây dựng các mô hình toán học của các hiện tƣợng địa lý, giải quyết các bài toán khoa học và thực tiễn.
- Tính thông tin Khả năng lƣu trữ và truyền đạt thông tin cho ngƣời sử dụng. Các yếu tố nội dung của bản đồ 1. Thủy hệ Lớp thủy hệ bao gồm các đối tƣợng thuỷ văn nhƣ: biển, sông, kênh, hồ, các hồ chứa nƣớc nhân tạo, mạch nƣớc, mƣơng máng,. các công trình thuỷ lợi khác và giao thông thuỷ: bến cảng, cầu cống, thuỷ điện,.
Theo giá trị giao thông chia sông thành tàu bè đi lại đƣợc hay không, theo tính chất dòng chảy: có dòng chảy hoặc khô cạn một mùa,. nguồn nƣớc: tự nhiên nhân tạo các kiểu đƣờng bờ. Khi thể hiện thuỷ hệ ngƣời ta dùng các ký hiệu khác nhau ho phép phản ánh đầy đủ nhất các đặc tính. Bằng những ký hiệu bổ sung, giải thích con số,.
thể hiện các đặc tính nhƣ: chiều rộng, sâu tốc độ hƣớng dòng chảy, chất đáy, điểm đƣờng bờ chất lƣợng nƣớc,. đối với những đối tƣợng quan trọng ta ghi chú tên gọi địa lý của chúng. Trên bản đồ sông đƣợc thể hiện bằng một hoặc hai nét phụ thuộc vào độ rộng trên thực địa mức độ quan trọng và tỷ lệ bản đồ. Điểm dân cư Lớp điểm dân cƣ là một trong nhứng lớp quan trọng nhất của bản đồ địa hình đƣợc đặc trƣng bởi kiểu cƣ trú, dân số ý nghĩa hành chính chính trị.
Đặc điểm của dân cƣ đƣợc biểu thị bằng độ lớn, màu sắc, kiểu dáng của ký hiệu và ghi chú tên gọi. Ví dụ: trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1/5.000 biểu thị tất cả các công trình xây dựng theo tỷ lệ, đặc trƣng của vật liệu xây dựng.000 biểu thị các điểm dân cƣ tập trung bằng các ô phố và khái quát đặc trƣng chất lƣợng. Các công trình xây dựng độc lập biểu thị bằng ký hiệu phi tỷ lệ, cố gắng giữ sự phân bố. 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.
Đường giao thông Gồm đƣờng bộ, đƣờng sắt, đƣờng thuỷ, đƣờng hàng không. Đặc tính của các đƣờng giao thông đƣợc thể hiện khá đầy đủ, tỉ mỉ về khái niệm giao thông và trạng thái cấp quản lý đƣờng. Mạng lƣới đƣờng giao thông thể hiện chi tiết hay khái lƣợc phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ, cần thiết phải phản ánh mật độ, hƣớng và vị trí của đƣờng giao thông. Đƣờng sắt phân theo chiều rộng, số đƣờng rầy, hiện trạng và số dạng sức kéo.
Trên đƣờng sắt biểu thị nhà ga, các vật kiến trúc, thiết bị đƣờng sắt (cầu, cống, tháp nƣớc, trạm canh.), đƣờng tàu điện. Đƣờng bộ phân ra theo tình trạng kỹ thuật, chiều rộng, cấp quản lý, giá trị giao thông. Để nêu bật các đặc trƣng trên bản đồ sử dụng các ký hiệu với màu sắc, kiểu dáng khác nhau và các ghi chú giải thích. Khi lựa chọn biểu thị đƣờng giao thông phải xét đến ý nghĩa của đƣờng sá, ƣu tiên biểu thị những con đƣờng đảm bảo mối quan hệ giữa các điểm dân cƣ và các đầu nút giao thông, các trung tâm văn hoá – kinh tế,.
Các đối tượng kinh tế xã hội Bao gồm các đối tƣợng văn hoá, lịch sử, sân bay, cảng , đƣờng dây thông tin, dẫn điện, dầu, khí đốt, các đối tƣợng kinh tế. Dáng đất Trên bản đồ địa lý đƣợc thể hiện bằng các đƣờng bình đồ. Một số dạng riêng biệt thể hiện bằng ký hiệu (vực, khe xói, đá tảng, đá vụn). - Độ cao so với mặt biển của một số điểm đặc trƣng.