Chương 1. Tổng quan về GIS và chuẩn CSDL Chương 2. Xây dựng CSDL GIS ngành GD-ĐT cấp quận (huyện) Chương 3. Ứng dụng phần mềm ArcGIS trong quản lý ngành giáo dục quận Hoàng Mai Kết luận 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ CHUẨN CƠ SỞ DỮ LIỆU 1.
Tổng quan về GIS 1. Giới thiệu chung về GIS 1. Khái niệm GIS Hệ thông tin địa lý (GIS - Geographic information System) được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ những năm cuối của thập niên 70 tại Canada với tên gọi CGIS (Canada Geographical Information System). Đến nay, nhờ những thành tựu khoa học ngày càng phát triển và nhu cầu sử dụng thông tin trong nhiều lĩnh vực quản lý nên GIS cũng được phát triển và ứng dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia trong các lĩnh vực khoa học - kỹ thuật và quản lý các hoạt động kinh tế xã hội.
Theo Viện nghiên cứu môi trường Mỹ (ESRI - Environmental Systems Research Institute): [Hệ thông tin địa lý (GIS) là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, tư liệu địa lý và người điều hành được thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý. Hệ thông tin địa lý có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý.] Hoặc một định nghĩa khác mang tính giải thích: [Hệ thông tin địa lý là tổ hợp của ba hợp phần có quan hệ thống nhất, liên quan chặt chẽ với nhau là phần cứng gồm máy tính và thiết bị liên quan, phần mềm và tổ chức con người được hoạt động đồng bộ nhằm thu thập, lưu trữ, quản lý, thao tác, tìm kiếm-hỏi đáp, phân tích, hiển thị và mô hình hoá các dữ liệu không gian và các quá trình trong không gian có định vị toạ độ được tham chiếu với một hệ tọa độ dùng thể hiện bề mặt cầu của Trái Đất và các dữ liệu thuộc tính nhằm giải quyết các yêu cầu thực tế. Các thành phần của GIS - Phần cứng máy tính - Phần mềm - Cơ sở dữ liệu 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Con người - Mô hình Hình 1. Các thành phần của GIS 1.
Các chức năng của GIS GIS bao gồm 6 loại chức năng: Thu thập dữ liệu, chuyển đổi dữ liệu lưu giữ và quản lý dữ liệu, điều khiển dữ liệu, trình bày và hiển thị, phân tích không gian * Thu thập dữ liệu (Entry and update) : Một trong những chức năng quan trọng của GIS là nhập và bổ sung dữ liệu mà công việc đó không tiến hành riêng rẽ. Bất kỳ một hệ thống nào cũng phải cho phép nhập và bổ sung dữ liệu, nếu không có chức năng đó thì không được xem là một hệ thông tin địa lý vì chức năng đó là một yêu cầu bắt buộc phải có. Việc nhập và bổ sung dữ liệu phải cho phép sử dụng nguồn tư liệu dưới dạng số hoặc dạng angalog. Dạng tư liệu không gian như bản đồ giấy hoặc ảnh vệ tinh, ảnh máy bay phải được chuyển thành dạng số và các nguồn tư liệu số khác cũng phải chuyển đổi được để tương thích với cơ sở dữ liệu trong hệ thống đang sử dụng.
* Chuyển đổi dữ liệu (Convert): 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chuyển đổi dữ liệu là một chức năng rất gần với việc nhập và bổ sung dữ liệu. Nhiều phần mềm thương mại cố gắng giữ độc quyền bằng cách hạn chế đưa các khuôn dạng dữ liệu theo loại phổ cập. Tuy nhiên người sử dụng phải lựa chọn để hạn chế việc phải số hóa thêm những tài liệu hiện đang có ở dạng số. Trong thực tế, cùng một tư liệu nhưng có thể tồn tại ở nhiều khuôn dạng khác nhau.
Vì vậy, đối với tư liệu quốc gia, không thể chỉ lưu giữ ở một dạng thuộc tính riêng biệt mà cần thiết phải lưu giữ ở nhiều khuôn dạng có tính chất phổ biến để sử dụng được trong nhiều ứng dụng khác nhau. Như vậy, một phần mềm GIS cần phải có chức năng nhập và chuyển đổi nhiều khuôn dạng dữ liệu khác nhau. * Lưu giữ và quản lý dữ liệu (Store and Management): Một chức năng quan trọng của GIS là lưu giữ và tổ chức cơ sở dữ liệu do sự đa dạng và với một khối lượng lớn của dữ liệu không gian: đa dạng về thuộc tính, về khuôn dạng, về đơn vị đo, về tỷ lệ bản đồ. Hai yêu cầu cơ bản trong việc lưu trữ dữ liệu là: thứ nhất là phải tổ chức nguồn dữ liệu sao cho đảm bảo độ chính xác và không mất thông tin, thứ hai là các tài liệu cho cùng một khu vực song các dữ liệu lại khác nhau về tỷ lệ, về đơn vị đo.
thì phải được định vị chính xác và chuyển đổi một cách hệ thống để có thể xử lý hiệu quả. * Điều khiển dữ liệu (Data manipulation): Do nhiều hệ thông tin địa lý hoạt động đòi hỏi tư liệu không gian phải được lựa chọn với một chỉ tiêu nhất định được phân loại theo một phương thức riêng, tổng hợp thành những đặc điểm riêng của hệ thống, do đó hệ thông tin địa lý phải đảm nhiệm được chức năng điều khiển thông tin không gian. Khả năng điều khỉển cho phép phân tích, phân loại và tạo lập các đặc điểm bản đồ thông qua các dữ liệu thuộc tính và thuộc tính địa lý được nhập vào hệ thống. Các thuộc tính khác nhau có thể được tổng hợp, nắm bắt một cách riêng biệt và những sự khác biệt có thể được xác định, được tính toán và được can thiệp, biến đổi.
* Trình bày và hiển thị (Presentation): Đây cũng là một chức năng bắt buộc phải có của một hệ thông tin địa lý. Không gian dưới dạng tài liệu nguyên thủy hay tài liệu được xử lý cần được hiển thị 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dưới các khuôn dạng như: chữ và số (text), dạng bảng biểu (tabular) hoặc dạng bản đồ. Các tính toán chung và kết quả phân tích được lưu giữ ở dạng chữ và số để dễ dàng in ra hoặc trao đổi giữa các lỗ phần mềm khác nhau. Các dữ liệu thuộc tính có thể được lưu ở dạng bảng biểu hoặc các dạng cố định khác.
Bản đồ được thiết kế để hiển thị trên màn hình hoặc lưu dưới dạng điểm (plot file) để in. Như vậy, hiển thị và in ra là những chức năng rất cần thiết của một hệ thông tin địa lý. * Phân tích không gian (Analys) : Trước đây, chỉ có 5 chức năng mô tả ở trên là được tập trung, phát triển bởi những người xây dựng hệ thông tin địa lý. Chức năng thứ sáu là phân tích không gian được phát triển một cách thần kỳ dựa vào sự tiến bộ của công nghệ và nó trở nên thực sự hữu ích cho người ứng dụng.
Những định nghĩa về hệ thông tin địa lý trước đây đã trở thành thực tiễn trên cơ sở ứng dụng trực tiếp chức năng phân tích không gian. Theo quan điểm hiện nay thì chức năng đó cần thiết phải có đối với một hệ thống được gọi là hệ thông tin địa lý. Tất nhiên các chức năng có thể khác nhau đối với từng hệ thống, song đối với một một hệ thống thông tin địa lý sử dụng tư liệu bản đồ thì chức năng đó là bắt buộc. Với một hệ thống như vậy thì các mô tả bằng lời có thể tổ chức thành các tham số riêng, các mô hình giải thích, dự báo đều có thể thực hiện trong chức năng xử lý không gian.
Một số ứng dụng của GIS Hiện nay trên thế giới việc ứng dụng công nghệ thông tin đã trở nên khá phổ biến. Các lĩnh vực ứng dụng hệ thống thông tin địa lý ngày càng được mở rộng. GIS đã được ứng dụng trong quy hoạch và quản lý đô thị, quản lý tình hình phân bố khí hậu, quản lý dân số, quản lý môi trường, quy hoạch và quản lý đất đai,… Ở nước ta trong những năm gần đây đã và đang có nhiều tổ chức, cơ quan và nhiều người đã bắt đầu quan tâm nghiên cứu các ứng dụng của hệ thông tin địa lý, đặc biệt là nhiều cơ quan Nhà nước đã bắt đầu xây dựng hệ thông tin địa lý trong công tác quản lý như quản lý đô thị, quản lý giao thông, quản lý hệ thống thoát nước, quy hoạch đường…. Có thể nêu ra một số ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý như sau: 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Ứng dụng kinh doanh: Khả năng của công nghệ GIS giúp thực hiện các quyết định kinh doanh tốt hơn thông qua phân tích địa điểm và sự thay đổi dân số trong khu vực, đó là điểm mấu chốt đảm bảo vị trí của công nghệ trong cộng đồng kinh doanh.
- Quản lý hành chính và phân bố dân số: Khả năng của công nghệ GIS về mô tả hình vẽ và phân tích số liệu dân số mở ra những cơ hội cho một sự phân tích tin cậy trong quá trình trợ giúp quyết định và tạo ra các quyết định chính sách được lòng dân. - Bản đồ và cơ sở dữ liệu xuất bản: Các cơ quan đo đạc bản đồ đã đi đầu trong lĩnh vực tự động hoá bản đồ. Cơ quan bản đồ quốc phòng, Bộ nội vụ và môt số cơ quan khác. - Y tế và an toàn nhân dân: Các cơ quan y tế sẽ nhận thức được tốt hơn cũng như tội phạm và hoả hoạn nếu phân tích các bản đồ theo dõi sự lan truyền bệnh và các hoạt động tội phạm.
Công nghệ GIS cung cấp khả năng thực hiện các nhiệm vụ đó nhanh chóng thường xuyên và mức độ tin cậy cao và giá thành thập có thể được. - Quản lý thông tin bất động sản: Nhà nước và các địa phương đã nhanh chóng nhận thức được tiềm năng của công nghệ GIS là một công cụ cho việc xây dựng và bảo lưu toàn bộ và chính xác các nguồn bất động sản hiện có. - Quản lý các nguồn tài nguyên tăng cường: sự gia tăng nhu cầu về quản lý môi trường dễ nhạy cảm như nước, không khí, đất đai, rừng và động vật hoang thú đã thúc đẩy các cơ quan môi trường của nhà nước dùng công nghệ GIS là một phương sách thực tế quản lý các số liệu tài nguyên theo yêu cầu. - Đo đạc bản đồ: hệ thống thông tin địa lý là một công cụ đặc biệt phù hợp với các công việc của ngành đo đạc bản đồ, xây dựng các bản đồ cơ sở nhanh chóng và chính xác, chuyển đổi dữ liệu bản đồ thuận tiện.