logging in or signing up GISbai2 bom76021 Download Post to : URL : Related Presentations : Share Add to Flag Embed Email Send to Blogs and Networks Add to Channel Uploaded from authorPOINT lite Insert YouTube videos in PowerPont slides with aS Desktop Copy embed code: (To copy code, click on the text box) Embed: URL: Thumbnail: WordPress Embed Customize Embed The presentation is successfully added In Your Favorites. Views: 63 Category: Entertainment License: All Rights Reserved Like it (0) Dislike it (0) Added: February 12, 2012 This Presentation is Public Favorites: 0 Presentation Description No description available. Comments Posting comment... Premium member Presentation Transcript : VIỄN THÁM & GIS Biên soạn: Th.S. Ngô Thị Hồng Gấm Khoa: Tài Nguyên & Môi trường Trường: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, 2011PowerPoint Presentation: CHƯƠNG V: CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS (12 tiết) 1. Cơ sở dữ liệu không gian? 2. Cơ sở dữ liệu thuộc tính? 3. Xây dựng và xử lý dữ liệu trong GIS? 4. Quản lý dữ liệu trong GIS? 5. GIS & Internet?PowerPoint Presentation: KHÁI NIỆM VỀ DỮ LIỆU Dữ liệu là các con số hay sự kiện được tập hợp có hệ thốngcho một hay nhiều mục đích cụ thể Hệ thống thông tin có nhiệm vụ chuyển đổi dữ liệu thành thông tin theo các tiến trình khác nhau như biến đổi, tổ chức, cấu trúc hoá và mô hình hoá. Hình 5.1. Chức năng biến đổi dữ liệu thành thông tinPowerPoint Presentation: DỮ LIỆU TRONG GIS Trong GIS dữ liệu tồn tại dưới 2 dạng: Dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Dữ liệu không gian: là những dữ liệu xác định vị trí của các đối tượng, các vật thể trên bề mặt quả đất, nó trả lời cho câu hỏi đối tượng này có ở đâu? (Where?). Ví dụ: Như các loại bản đồ, các ảnh viễn thám là các số liệu không gian. Dữ liệu thuộc tính: là các dữ liệu mô tả đặc tính đối tượng hay nói cách khác nó trả lời cho câu hỏi đối tượng này là cái gì? (What?) , nó như thế nào? (How ?). Ví dụ: Tên chủ sử dụng, số thửa, loại đất, hạng đất, giá đất... là các số liệu thuộc tính.PowerPoint Presentation: Các đối tượng dữ liệu không gian GIS sử dụng 4 loại đối tượng cơ bản là: điểm, đường, vùng, bề mặt liên tục. Hình 5.2. Các loại số liệu không gian cơ bảnPowerPoint Presentation: - Đối tượng điểm: Điểm là dạng đơn giản nhất của số liệu không gian, chúng là những đối tượng vô hướng, chỉ có vị trí trong không gian, không có chiều dài. Điểm được xác định vị trí bằng một cặp toạ độ X, Y. - Đối tượng đường: Đường là đối tượng một chiều, đường không những có vị trí mà còn có cả độ dài trong không gian. Đường được xác định bởi một chuỗi các cặp toạ độ x,y liên tiếp nhau. - Đối tượng vùng: Là đối tượng 2 chiều, chúng có vị trí, độ dài và xác định cả độ rộng trong không gian (có diện tích). Đối tượng vùng được tạo bởi một chuỗi các cặp toạ độ với toạ độ điểm đầu và toạ độ điểm cuối trùng nhau. - Đối tượng bề mặt liên tục: Là đối tượng 3 chiều, chúng không chỉ có vị trí, chiều dài, chiều rộng mà có cả chiều sâu (hoặc cao) hay nói cách khác là chúng có thể tích. Đối tượng bề mặt liên tục được biểu diễn dưới dạng không gian 3 chiều.PowerPoint Presentation: Các cấu trúc dữ liệu cơ bản của dữ liệu không gian Dữ liệu không gian được thể hiện ở dạng số và thể hiện trên 2 kiểu cấu trúc liệu không gian cơ bản là cấu trúc raster và cấu trúc vector. Hình 5.1: Cấu trúc dữ liệu của GISPowerPoint Presentation: Hình 5.2 Cấu trúc số liệu không gian trong GISPowerPoint Presentation: Cấu trúc raster Định nghĩa Cấu trúc raster là một trong những cấu trúc dữ liệu đơn giản nhất trong GIS. - Ở cấu trúc Raster các số liệu không gian được tổ chức thành các ô Trọng điểm của ô được gọi là pixel hay nói cách khác giá trị của ô được gọi là pixel. Do đó pixel của các ô được coi là giá trị cơ bản để lưu trữ số liệu. - Mỗi một pixel chỉ được gán một giá trị. Trong cấu trúc Raster thì: - Điểm được mô tả bởi một pixel. - Đường và đa giác được mô tả bởi một chuỗi các pixel kế tiếp nhau, có cùng giá trị số.PowerPoint Presentation: - Cấu trúc dữ liệu raster đơn giản nhất là một ma trận ô lưới (ma trận hàng và cột). - Mỗi một ô vuông (gridcell) được đặt theo một hàng và cột và mang một số đại diện cho kiểu hay giá trị của thuộc tính của đăc tính địa lý (code có trên bản đồ). Cấu trúc raster Hình 5.3. Cấu trúc dữ liệu RasterPowerPoint Presentation: - Tầng (lớp) dữ liệu: vì mỗi cell trong một bảng 2 chiều chỉ mang một số nên các thuộc tính địa lý khác nhau phải được thể hiện theo các tập hợp ma trận riêng biệt gọi là lớp chồng xếp Cấu trúc raster - Phép chồng xếp rất quan trọng trong công tác xử lý ảnh số, ảnh viễn thám và là cơ sở của hầu hết các quá trình xử lý ảnh raster. - Ưu điểm của cấu trúc dữ liệu raster: + Cấu trúc đơn giản, đồng nhất. + Dễ chồng ghép bản đồ với các dữ liệu viễn thám. + Dễ phân tích không gian, đặc biệt là không gian liên tục. + Dễ mô hình hóa. - Nhược điểm của cấu trúc dữ liệu raster: + Cần nhiều bộ nhớ. + Khi giảm độ phân giải để giảm khối lượng dữ liệu sẽ làm giảm độ chính xác hay làm mất thông tin. + Khó biểu diễn các mối quan hệ không gian. + Không thích hợp với phân tích mạng. + Đồ họa không đẹp.PowerPoint Presentation: Tổ chức dữ liệu raster trong GIS Mục đích tổ chức dữ liệu raster trong GIS là để tối ưu hoá việc nhập dữ liệu, giảm bớt sự lưu trữ và các yêu cầu về xử lý dữ liệu. Hình 4.5. Khái niệm về các lớp dữ liệu và tổ chức dữ liệu raster Do sự khác nhau rất xa về thuộc tính nên chúng phải được lưu trữ vào các lớp khác nhau nhưng phải cùng chung một vùng quan trắc địa lý (cùng một hệ thống tham chiếu không gian).PowerPoint Presentation: Kích thước pixel: Là diện tích bề mặt quả đất được đặc trưng bởi một giá trị pixel. - Trong hầu hết các hệ thống GIS pixel là hình vuông, kích thước pixel được tính bằng chiều dài các cạnh. - Kích thước pixel phản ánh mức độ khái quát hoá của bản đồ, kích thước pixel càng lớn mức độ khái quát hoá càng cao nhưng độ chính xác và độ chi tiết càng giảm. Hình 5.6. Các hình dạng tế bào trong cấu trúc raster - Hình dạng hình học bao phủ toàn bộ mặt phẳng được gọi là “khảm” ( tessellation) . Tế bào hình vuông vừa đề cập trên là một dạng của “khảm”. Lục giác và tam giác là hai thí dụ khác của “khảm” mặt phẳng. Khi sử dụng hai loại “khảm” này sẽ dẫn tới bất lợi như sau: không thể chia hệ quy tế bào thành tế bào nhỏ hơn; hệ thống đánh số phức tạp hơn.PowerPoint Presentation: Các phương pháp nén lưu trữ dữ liệu raster Có bốn phương pháp nén cơ bản dữ liệu dạng raster: chain codes, run-length codes, block-codes và quadtrees.PowerPoint Presentation: Phương pháp nén theo đường biên của vùng (chain codes) Các đường biên của một vùng có thể được thể hiện bằng một dãy các vec tơ đường viền liên tiếp nhau theo hướng 4 phương. Các hướng này được qui ước bằng các số (hướng Đông = 0, Bắc = 1, Tây = 2, Nam = 3). Ví dụ ta muốn lưu trữ dữ liệu vùng được tô đậm nằm trong hình Hình 5.7 bằng cách biểu thị đường biên ngoài của vùng với mã chain-code, ta bắt đầu từ đỉnh phía trên, bên phảii của cell hàng1, cột 1 và đặt mã lần lượt theo chiều kim đồng hồ ta sẽ có dãy giá tri sau thể hiện biên của vùng tô đậm: Hình 5.6 Nén chain-codePowerPoint Presentation: Chain codes là một phương thức lưu trữ nén dữ liệu raster hiệu quả và nó cho phép tiến hành dễ dàng các phép tính chu vi và diện tích, nhận biết vùng lồi lõm hoặc vị trí thay đổi hướng đột ngột. Tuy vậy nó gây khó khăn cho phép phân tích chồng xêp như kêt hợp và ghép bản đồ nếu không biến đổi dữ liệu trở vê dạng không nén. Nhược điểm nữa là vấn đề dư thừa dữ liệu vì tât cả các đường biên phải lưu trữ hai lần.PowerPoint Presentation: Phương pháp nén theo hàng cột (run-length codes) Phương pháp này cho phép các điểm trênmỗi đơn vị bản đồ được lưu trữ theo hàng từ trái qua phải bắt đầu bằng ô (cell) đầu tiên đến ô cuối của mỗi vùng con. Trong Hình 5.6 ví dụ trên ta có thể viết như ở Bảng 5.1 Bảng 5.1 Nén theo hàng cột Phương pháp này phù hợp cho việc lưu trữ dữ liệu trong các máy tính có dung lượng bộ nhớ nhỏ. Tuy nhiên việc nén quá nhiều dữ liệu có thể sẽ gây trở ngại cho quá trình xử lý và phân tích dữ liệu.PowerPoint Presentation: Phương pháp nén Block codes - Cấu trúc dự liệu sau khi nén bao gồm chỉ ba con số: gốc của khối ô vuông (có thể là tâm điểm hoặc góc trái phía dưới) và bán kính của khối ô vuông. - Trong ví dụ ở Hình 5.7 thì vùng nghiên cứu được mã hóa dạng nén block code 2n x 2n bằng 7 khối 1 đơn vị ô vuông và 7 khối 4 đơn vị ô vuông. Do mỗi gốc khối ô vuông cần 2 số liệu để lưu trữ nên cả vùng cần 3x14 = 42 con số. Hình 5.7.Nén Block-codes - Nếu bản đồ bao gồm càng lập được nhiều khối ô có kích thước càng lớn thì phương pháp nén block codes càng hiệu quả. Phương pháp này còn có ưu thế khi thực hiện kết hợp và giao cắt các bản đồ và khi thực hiện công việc kiểm tra sự co giãn về hình dạng của bản đồ.PowerPoint Presentation: Phương pháp nén cây tứ phân (quadtree block) - Phương pháp nén thứ tư này dựa trên cơ sở chia liên tục của dạng ma trận 2n x 2n thành các thành phần dạng cây tứ phân. Cả vùng bản đồ được chia thành bốn phần liên tục trong khi thõa mãn điều kiện giữ các ô vuông con phải nằm trọn trong vùng nghiên cứu. - Cấu trúc block này có thể trình bày dưới dạng cây tứ phân gọi là quadtree. Toàn bộ mảng gồm 2n x 2n điểm là nút gốc của cây tứ phân và chiều cao lớn nhất của cây là n tầng. Mỗi nút có bốn nhánh là bốn quadtree NW, NE, SW và SE. Nút lá tương ứng với quadtree mà nó không cần phải tiếp tục chia tiếp để bao trùm vùng nghiên cứu. Như vậy mỗi nút sẽ lưu trữ trong máy tính với độ lớn 2 bit và để lưu trữ vùng bản đồ như trong hình 5.8 ta cần 2 bit /quadtree x (4+16+24+28) quadtree = 144 bit.PowerPoint Presentation: - Phương pháp nén hình cây tứ thân có các ưu điểm so với các phương pháp lưu trữ nén khác: dễ tính toán diện tích chu vi của các vùng có hình dạng chuẩn; và có thể giảm bớt sự lưu trữ với các độ phân giải khác nhau do đặc điểm nó có thể thay đổi độ phân giải va giảm lưu trữ ở các khu vực có giá trị thông số thuộc tính đồng đều. Hình 5.8. Nén cây tứ phân Tuy vậy những vấn đề nảy sinh đối với phương pháp này là: các vùng có cùng kích thước và hình dạng có thể được biểu thị bằng những quadtree khác nhau nên sẽ gây khó khăn cho việc phân tích nhận hình dạng; và rất khó khăn nếu ta muốn chia nhỏ một vùng hay tạo lỗ trống không một vùng của bản đồ.PowerPoint Presentation: Cấu trúc dữ liệu dạng Vector - Theo quan niệm toán học thì vector bao gồm một điểm (với cặp tọa độ x, y trong không gian phẳng hay x, y, z trong không gian ba chiều), một khoảng cách và một chỉ số hướng. - Đối với dữ liệu GIS dạng vector, ta coi như thực thể có thể xuất phát từ bất cứ vị trí nào chứ không bị giới hạn bởi độ phân giải (kích thước của ô vuông nhỏ nhất) như trong quan niệm tổ chức dữ liệu dạng raster. Hình 5.9 Các dữ liệu vector dạng điểm, đường vùng trong tọa độ phẳng x, yPowerPoint Presentation: Ví dụ để lưu trữ dữ liệu biểu thị một vật thể hình tròn thì trong cấu trúc raster ta tạo mã code cho tập hợp những ô vuông sơ cấp nằm trong phạm vi hình tròn trong khi đối với cấu trúc dạng vector thì ta chỉ cần lưu trữ tọa độ điểm tâm vòng tròn và giá trị bán kính của hình tròn. Định nghĩa: Cấu trúc dữ liệu vector là một cố gắng nhằm thể hiện chính xác các đối tượng trong thể giới thực lên bản đồ số bằng giá trị liên tục của các cặp toạ độ và xác định chính xác mối quan hệ không gian của các đối tượng . Ưu điểm của cấu trúc dữ liệu vector: + Tiết kiệm bộ nhớ. + Dễ biểu diễn các quan hệ không gian. + Thích hợp với phân tích mạng. + Dễ tạo đồ họa đẹp, chính xác. Nhược điểm của cấu trúc dữ liệu vector + Cấu trúc phức tạp. + Khó chồng ghép. + Khó biểu diễn không gian liên tục.PowerPoint Presentation: Các thực thể vector Cấu trúc vector coi vật thể tự nhiên là tập hợp các thực thể không gian cơ sở (điểm, đường và vùng) và tổ hợp giữa các thực thể này. Các thực thể sơ cấp này được thành lập trên cơ sở các cặp tọa độ của các điểm trong một hệ tọa độ nhất định. - Thực thể điểm (point entity) là các thực thể địa lý được xác định bởi một cặp toạ độ (x, y) duy nhất. Ngoài ra thì các dữ liệu mô tả điểm đó như ký hiệu, tên gọi, v.v.cũng được lưu trữ cùng với cặp tọa độ. - Thực thể đường (line entity) được định nghĩa như là tập hợp các thực thể địa lý được xác định bằng những đoạn thẳng có ít nhất hai hay nhiều cặp tọa độ (Xi,Yi). Thực thể vùng (polygon entity, region or area): Vùng là một đối tượng hình học 2 chiều. Vùng được xác định bằng một chuỗi các cặp tọa độ liên tục với tọa độ điểm đầu và điểm cuối trùng nhauPowerPoint Presentation: Mô hình CSDL vector Đối với dữ liệu vector, có ba loại cấu trúc được sử dụng phổ biến: Cấu trúc toàn vùng, cấu trúc spaghetti, cấu trúc topology - Cấu trúc toàn vùng + Đây là dạng cấu trúc trong đó mỗi lớp của cơ sở dữ liệu được chia thành một nhóm vùng. Mỗi vùng được mã hóa thành trật tự các vị trí hình thành đường biên của vùng khép kín theo một hệ trục tọa độ nào đó. Mỗi đoạn thẳng xác định vùng đều được ghi lại hai lần. Ưu điểm của cấu trúc này là rõ ràng, dễ quản lý. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là cồng kềnh, khó cập nhật và chỉnh sửa dữ liệu. + Trong cấu trúc toàn đa giác thì các đoạn xác định đa giác được lưu lại hai ần trong cơ sở dữ liệu; các điểm tạo nên đa giác sẽ được lưu nhiều lần do đó việc cập nhật, sửa đổi dữ liệu trong tổ chức dữ liệu không gian loại này là rất khó khăn.PowerPoint Presentation: Hình 5.10. Cấu trúc toàn vùngPowerPoint Presentation: Cấu trúc dữ liệu Spaghetti - Đây là dạng cấu trúc sơ đẳng của dữ liệu vector trong đó mỗi đối tượng địa lý được mô tả bằng các thực thể hình học độc lập được biểu diễn bằng tọa độ hoặc bằng các phương trình tham số (đường thẳng, đường cong, đường tròn…). - Dữ liệu spaghetti thường được tạo ra từ việc số hóa thủ công các bản đồ trong đó ranh giới chung của các đa giác bị lặp lại do phải số hóa hai lần, dẫn đến dư thừa dữ liệu, tốn bộ nhớ và các cung có thể vắt qua nhưng không hề cắt nhau. Như vậy, dữ liệu spaghetti là một tập hợp các điểm và đường không có kết nối. Việc lưu trữ và tìm kiếm dữ liệu này là tuần tự và rất mất thời gian. - Cấu trúc này rất hữu hiệu đối với công việc thiết kế và trình bày đồ họa song lại rất hạn chế đối với việc nghiên cứu các quan hệ giữa các đối tượng địa lý vì mỗi đối tượng độc lập với các đối tượng láng giềng.PowerPoint Presentation: Hình 5.11. Cấu trúc SpaghettiPowerPoint Presentation: Cấu trúc dữ liệu Topology - Trong GIS, topology được dùng để ghi lại và xử lý các mối quan hệ không gian giữa các đối tượng địa lý. - Một số thuật ngữ liên quan đến topology là nút, cung và vùng; trong đó nút là điểm đầu và điểm cuối của một cung và là điểm giao nhau của hai hay nhiều cung; cung là tập hợp các điểm kết nối với nhau và mỗi cung có một điểm đầu và điểm kết thúc; vùng là một đa giác khép kín được tạo thành bởi các cung. - Trong các bản đồ số, các mối quan hệ không gian giữa các đối tượng được mô tả bằng cách sử dụng topology. Topology giúp xác lập rõ ràng các mối quan hệ không gian giữa các đối tượng độc lập với tọa độ của chúng.PowerPoint Presentation: Hình 5.12. Cấu trúc TopologyPowerPoint Presentation: Có ba kiểu topology chủ yếu là topology cung - nút, vung - cung và trái - phải. + Các cung kết nối với nhau tại các nút (cung - nút) dùng để nhận biết mối liên kết giữa các đường. + Các cung kết nối xung quanh để định nghĩa một vùng (vùng - cung) dùng để xác định một vùng. + Các cung có hướng và kề cận trái, phải (trái - phải) dùng để nhận biết các vùng kề cận nhau. Hình 5.13. Ví dụ về topology cung-nút Topology cung - nút: Các điểm có tọa độ (x,y) nằm dọc theo các cung sẽ xác định hình dạng của cung đó. Các điểm cuối của cung được gọi là các nút. Mỗi cung có hai nút: nút đi và nút đến. Các cung chỉ có thể nối với nhau tại các nút. Bằng cách đó, tất cả các cung gặp nhau tại một nút ta có thể biết được những cung nào được nối với nhau.PowerPoint Presentation: Topology vùng – cung: Các vùng được biểu diễn bằng một dãy tọa độ (x,y) liên kết bao quanh một miền đồng nhất; một số hệ GIS lưu trữ theo khuôn dạng này. Hình 5.14. Ví dụ về Topology vùng –cungPowerPoint Presentation: Topology trái - phải Bởi vì tất cả mọi cung đều có hướng (một nút đi và một nút đến) nên trong GIS sẽ lưu lại danh sách các vùng ở kề trái hoặc kề phải của một cung. Vì vậy, các vùng có chung một cung sẽ nằm kề nhau. Hình 5.15. Ví dụ về topology trái-phảiPowerPoint Presentation: Bên cạnh các ưu điểm đã nêu trên, mô hình dữ liệu topology còn có một số nhược điểm như thời gian tính toán để nhận biết tất cả các nút lâu, dễ phát sinh lỗi liên quan đến việc khép kín các đa giác và tạo nút trong các mạng phức tạp và mỗi khi đưa dữ liệu mới vào, cập nhật dữ liệu. Các nút mới phải được tính toán và cập nhật các bảng topology mặc dù là trong các vector GIS thường có sẵn các chương trình để xây dựng và cập nhật topology.PowerPoint Presentation: So sánh mô hình dữ liệu Raster và Vector Bảng 5.2 So sánh mô hình dữ liệu dạng vector và rasterPowerPoint Presentation: Mô hình số hoá độ cao Khái niệm: Mô hình số hoá độ cao là sự thể hiện bằng số của độ cao, nó có thể là giá trị tương đối hay tuyệt đối của bề mặt thể hiện. Các đối tượng thể hiện thường là bề mặt trái đất, các tầng đất, các mực nước... Mô hình số hoá độ cao được thể hiện ở 2 dạng chính là: - Mô hình DEM (digital evaluation model) ----------Raster - Mô hình TIN (triangle irregular network)-----------Vector Các cách biểu diễn số liệu độ cao: + Biểu diễn độ cao trong cấu trúc Raster (DEM): Trong cấu trúc raster dữ liệu được chia thành các ô, mỗi một ô mang 1 giá trị độ cao, theo đó thể hiện các mầu sắc khác nhau theo sự biến đổi độ cao trên bản đồ. Ngược lại, người ta cũng có thể dựa vào mầu sắc để có thể giải đoán ra độ cao thông qua lấy mẫu và nội suy. Bảng 5.3. Mô hình số hóa độ cao ở dạng RasterPowerPoint Presentation: + Biểu dữ độ cao trong cấu trúc Vector (TIN): Cách thông thường trong biểu diễn độ cao của cấu trúc Vector là biểu diễn thông qua mang lưới tam giác không đều hay còn gọi là mô hình TIN. Hình 5.16. Mô hình TIN Trong thực tế, mô hình DEM thường được sử dụng hơn, vì theo phương pháp này có thể lập nhanh bản đồ độ cao thông qua ảnh viễn thám, mặt khác sự biến động về độ cao trong không gian là rất lớn, việc thu thập các số liệu và thể hiện độ cao thông TIN sẽ tốn kém hơn rất nhiều.PowerPoint Presentation: Các phương pháp xây dựng mô hình số hoá độ cao - Xây dựng mô hình số hoá độ cao từ hai nguồn dữ liệu khác nhau là bản đồ địa hình và cặp ảnh lập thể: Hình 5.17. Các phương pháp xây dựng mô hình số hóa độ caoPowerPoint Presentation: Hình 5.18. Các loại bản đồ sản phẩm trong mô hình số hóa độ caoPowerPoint Presentation: - Phương pháp chụp ảnh lập thể Phương pháp này dùng một dụng cụ chụp ảnh chuyên dùng để chụp một số lượng lớn điểm mẫu với các giá trị X, Y, Z từ các ảnh lập thể hay viễn thám; sau đó các điểm được nội suy thành các ô vuông đồng nhất (grid). Phương pháp này tốn thờigian và đòi hỏi kỹ thuật chụp ảnh cao và số điểm kiểm soát phải nhiều nên ít khi được áp dụng. - Phương pháp nội suy các đường đồng mức Đây là phương pháp tiêu chuẩn để xây dựng DEM trong môi trường GIS. Đối vớimột khu vực, một sô thông tin về địa hình có sẵn, việc xây dựng một DEM từ các đường đồng mức phải qua một số bước sau : + Bước 1: Số hóa các đường đồng mức, + Bước 2 : Raster hóa các đường đồng mức: + Bước 3: Nội suy các đường đồng mức đã được raster hóa + Bước 4 : Xây dựng mô hình TINPowerPoint Presentation: Hình 5.19. Quá trình nội suy đường đồng mứcPowerPoint Presentation: - Bước 1: Số hóa các đường đồng mức, có thể thực hiện qua một trong hai cách sau: - Số hóa tự động quét ảnh (scanning): chuyển các thông tin từ ảnh chụp hay bản đồ sang dạng tệp tin raster. Để có kết quả tốt, bản đồ đường đồng mức không nên kèm các thông tin khác. Sau đó bản đồ được chuyển sang dạng vector bằng các phần mềm chuyên dụng nhưng mỗi đường đồng mức phải được gán mã bằng tay. Nếu ảnh nguồn không rõ ràng thì phương pháp này tốn công hơn việc số hóa bằng bàn số hóa (digitizing) - Số hóa bằng thủ công : Dùng bàn số hóa để số hóa các đường đồng mức vẫn được coi là phương pháp tiêu chuẩn để xây dựng một DEM. Mỗi đường đồng mức được số hóa riêng lẻ và được gán mã thể hiện độ cao tương ứng. .PowerPoint Presentation: - Bước 2 : Raster hóa các đường đồng mức: được thực hiện bởi các chức năng rasterizing của các phần mềm chuyên dụng. Vấn đề quan trọng ở đây là việc chọn kích thước của các pixel mà các đường đồng mức chạy qua được tự động gán giá trị bằng độ cao của chính đường đồng mưc đó. - Bước 3: Nội suy các đường đồng mức đã được raster hóa: Từ các đường bình độ chuẩn được raster hóa có thể nội suy ra các đường đồng mức khác, do vậy mỗi pixel trong bản đồ sẽ nhận giá trị cho điểm trung tâm của pixel. - Bước 4 . Xây dựng mô hình TINPowerPoint Presentation: Các sản phẩm ứng dụng DEM Sự cần thiết của DEM Mô hình số độ cao có vô vàn ứng dụng trong thực tiễn, đặc biệt phổ biến là những ứng dụng sau: - Lưu trữ dữ liệu bản đồ số địa hình trong các cơ sở dữ liệu (CSDL) quốc gia. - Giải quyết tính toán đào đắp đất trong thiết kế đường và các dự án kỹ thuật khác. - Biểu thị ba chiều trực quan điều kiện địa hình có mục đích quân sự (thiết kế hệ thống đạn đạo, huấn luyện phi công) và cho mục đích thiết kế và quy hoạch cảnh quan (kiến trúc cảnh quan). - Phân tích tầm quan sát xuyên địa hình (tương tự dùng cho mục đích quân sự và thiết kế cảnh quan). - Thiết kế xác định vị trí cho đường giao thông và cho đập nước. - Phân tích thống kê và so sánh các loại địa hình.PowerPoint Presentation: Các sản phẩm ứng dụng DEM - Tính toán và thành lập bản đồ độ dốc, bản đồ hướng dốc, bản đồ hình dạng mái dốc để từ đó thành lập ảnh địa hình trực quan có hình bóng (ứng dụng trong nghiên cứu tầng địa chất hay dự báo khả năng xói mòn đất và dòng chảy mặt). - Sử dụng làm bản đồ nền hay bản đồ tích hợp với các bản đồ chuyên dụng như bản đồ loại đất, loại sử dụng đất hay thảm thực vật. - Sử dụng như là dữ liệu vào cho các mô hình mô phỏng cảnh quan và các quá trình tự nhiên liên quan đến cảnh quan môi trường. - Khi thay thế độ cao bằng một trong các thông số thuộc tính khác thì DEM có thể biểu thị trực quan dạng mặt cong cho vấn đề quãng thời gian hành trình, giá thành, dân số, mức độ ô nhiễm, mực nước ngầm, v.v.PowerPoint Presentation: Hình 5.20 Ứng dụng DEM để biểu thị địa hìnhPowerPoint Presentation: Hình 5.21 Hình ảnh tô bóng của bản đồ địa hình vùng núi đáPowerPoint Presentation: Hình 5.22 Bản đồ địa hình sử dụng mô hình DEMPowerPoint Presentation: Hình 5.23 Biểu đồ khối biểu thị sự biến động của độ cao địa hìnhPowerPoint Presentation: Cơ sở dữ liệu phi không gian (thuộc tính) - Cơ sở dữ liệu phi không gian bao gồm các file dữ liệu mô tả các đối tượng địa lý. Các dữ liệu thuộc tính cũng phải được cấu trúc sao cho dễ quản lý và khai thác - Trong GIS, cơ sở dữ liệu thuộc tính thường bao gồm một số lớn các file. Các file dữ liệu thường được tổ chức theo ba kiểu cấu trúc sau: Phân cấp, mạng và quan hệ, trong đó, kiểu quan hệ được dùng phổ biến nhất và được coi là hiệu quả nhất.PowerPoint Presentation: *Hệ quản lý cơ sở dữ liệu phân cấp - Trong hệ này, dữ liệu được phân loại theo một đẳng cấp được thiết lập rõ ràng. Cấu trúc này rất đơn giản, phù hợp cho một số kiểu quản lý, đặc biệt nếu biết trước các câu hỏi đặt ra. Song, nó bị hạn chế khi các dữ liệu không đồng nhất. Hiện mô hình này vẫn còn được sử dụng trên máy tính lớn và máy mini. Cấu trúc dữ liệu phân cấp có ưu điểm cơ bản là dễ hiểu và dễ cập nhật, tuy nhiên cũng có nhược điểm là khó tìm kiếm thông tin theo thuộc tính. - Trong mô hình phân cấp, dữ liệu được tổ chức theo cấu trúc cây. Tổ chức phân cấp xác định quan hệ giữa các thực thể và mã hóa chúng trong các bản ghi dữ liệu. Đỉnh của cây phân cấp gọi là gốc của cây đựoc biểu diễn bởi một bản ghi dữ liệu có một hoặc nhiều trường. Hình 5.23. Cấu trúc câyPowerPoint Presentation: * Hệ quản lý cơ sở dữ liệu mạng - Mô hình mạng cung cấp các liên kết giữa các mục với nhau trong cơ sở dữ liệu. Cấu trúc này rất hiệu quả trong quản lý thông tin địa lý tuyến tính đặc biệt cho thiết lập topo mạng. Tuy nhiên, nó làm tăng tính phức tạp qua số con trỏ đưa vào giữa các cây. Cũng như mô hình phân cấp, hiện mô hình mạng vẫn còn được sử dụng trên các máy tính lớn và máy mini. - Mô hình mạng khắc phục sự thiếu mềm dẻo của mô hình phân cấp trong tiến trình truy vấn. Trong mô hình mạng, mỗi thực thể có thể có nhiều cha hoặc nhiều con và không nhất thiết phải có thực thể gốc. Do đó, khả năng tìm kiếm tốt hơn nhờ cách truy vấn trực tiếp các bản ghi, không qua các thực thể trung gian. Hình 5.23. Mô hình mạngPowerPoint Presentation: * Hệ quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ Đa số các hệ quản trị cơ sở dữ liệu hiện nay được thiết kế dựa trên mô hình quan hệ. Trong hệ này, dữ liệu được sắp xếp theo các bảng hai chiều chứa các bản ghi và các mối liên hệ của chúng. Ưu điểm của hệ này là rất linh hoạt và có thể trả lời mọi loại câu hỏi đặt ra bằng các toán tử logic hay các phép toán + - * /. Hình 5.24. Cơ sở dữ liệu quan hệPowerPoint Presentation: * So sánh mô hình quan hệ so với mô hình phân cấp và mô hình mạng - Ưu điểm + Mô hình quan hệ mềm dẻo hơn các mô hình khác, cách biểu diễn dữ liệu trong bảng quan hệ tạo điều kiện xử lý dễ dàng. + Mô hình quan hệ có cơ sở toán học chặt chẽ cho phép áp dụng rộng rãi các công cụ đại số và logic. + Tổ chức của mô hình quan hệ dễ hiểu. + Một cách tổng quát, với cùng một cơ sở dữ liệu, biểu diễn theo mô hình quan hệ ít bị dư thừa như các mô hình khác. + Mô hình quan hệ dễ đảm bảo tính an toàn dữ liệu vì có thể đặt mật khẩu truy nhập ở nhiều mức: mức quan hệ, mức thuộc tính, mức bộ, mức thuộc tinh - bộ. - Nhược điểm của mô hình quan hệ: + Mô hình quan hệ khó cài đặt hơn so với các mô hình khác. + Hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ có khuynh hướng thao tác chậm hơn các hệ thống phân cấp hay hệ thống mạng.PowerPoint Presentation: * Kết nối CSDL không gian và thuộc tính Thế mạnh của GIS là khả năng liên kết giữa các dữ liệu không gian và dữ liệu mô tả. Có ba đặc điểm đáng ghi nhớ của phép kết nối là: - Mối quan hệ một - một giữa các đối tượng trên bản đồ và các bản ghi trong bảng thuộc tính đối tượng. - Mối liên kết giữa đối tượng và bản ghi được duy trì thông qua khóa chung được gán cho mỗi đối tượng. Đối với các vùng khóa thì được gán bởi điểm nhãn của vùng đó. - Khóa được lưu trữ vật lý vào hai nơi: trong các file chứa cặp tọa độ x,y và các bản ghi tương ứng trong bảng dữ liệu thuộc tính đối tượng.PowerPoint Presentation: THU THẬP VÀ TIỀN XỬ LÝ DỮ LIỆU Khái quát Các dữ liệu thu thập để sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý thường là: - Dưới dạng số như bản đồ số hoá, CSDL, bảng tính, ảnh vệ tinh… Các ấn phẩm ghi số hoá như bản đồ giấy, ảnh chụp, các bản vẽ khác trên giấy… - Tổng hợp từ các báo cáo khoa học. - Dữ liệu trắc địa.PowerPoint Presentation: Các phương pháp thu thập dữ liệu có thể được phân chia thành hai loại chính . - Thứ nhất là phương pháp thu thập dữ liệu từ chính các đối tượng - Trắc địa mặt đất - Phương pháp định vị bằng vệ tinh (GPS) - Chụp ảnh bằng máy bay hay vệ tinh. Phương pháp này thường cho kết quả chính xác nhất, nhưng chí phí cũng tốn kém nhất. - Thứ hai là phương pháp thu thập dữ liệu từ các nguồn số hoá hay tương tự có sẵn. - Số hoá bằng tay các bản đồ giấy - Số hoá tự động bản đồ giấy bằng máy quét (scanner) - Sử dụng các CSDL bản đồ số hoá có sẵn. Phương pháp này cho dữ liệu ít chính xác hơn phương pháp trên, nhưng đòi hỏi chi phí thấp hơn.PowerPoint Presentation: * Các phương pháp nhập dữ liệu địa lý Đo đạc mặt đất - Viễn thám - Hệ thống định vị toàn cầu * Các phương pháp nhập dữ liệu bản đồ - Tìm kiếm bản đồ phù hợp - Số hóa bản đồPowerPoint Presentation: + Phương pháp trắc địa được thực hiện để thu thập dữ liệu tôpô tỷ lệ lớn, ví dụ như đo vẽ địa hình, ruộng đất. + Các ứng dụng của phương pháp này đòi hỏi hệ thống tham chiếu địa lý, mạng điểm điều khiển trắc địa. + Kết quả trắc địa là dữ liệu vectơ hai hay ba chiều. + Độ chính xác của phương pháp này trong khoảng từ cm đến dm. - Đo đạc mặt đất - Viễn thám + Dữ liệu tương tự: là dữ liệu dưới dạng bản cứng, gồm các bản in trên giấy,phim, các âm bản đen trắng hay màu ở tỷ lệ khác nhau. Dữ liệu tương tự có thể đọc và giải đoán bằng mắt thường. - Dữ liệu số: là dữ liệu dưới dạng bản mềm được lưu trữ trong các môi trường tương thích như băng, đĩa từ, đĩa quang. Dữ liệu dạng này không thể đọc và giải đoán bằng mắt thường mà cần đến phần cứng, phần mềm chuyên dụng hợp thành một hệ thống xử lý ảnh số.PowerPoint Presentation: Hình 5.25. Thu thập dữ liệu từ viễn thámPowerPoint Presentation: Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, có nhiều phần mềm xử lý ảnh số do các hãng khác nhau sản xuất và tiếp thị như DIDACTIM, ERDAS, EASI/PACE,IDRISI, ILWIS,ENVI… Mỗi phần mềm đều có những điểm mạnh và điểm yếu riêng của nó do vậy việc lựa chọn và sử dụng tổng hợp các phần mềm sẵn có là một vấn đề cần được xem xét kỹ trong công tác xử lý ảnh số.PowerPoint Presentation: Hệ thống định vị toàn cầu: GPS - Có ba hệ thống định vị toàn cầu được sử dụng. Bộ quốc phòng Mỹ đang sử dụng hệ thống NAVSTAR cho cả mục đích quân sự và dân sự. Một hệ thống của Nga có tên gọi là GLONASS cũng đang tồn tại nhưng ít được sử dụng, chủ yếu là sử dụng vào thời Liên Xô cũ. Hệ thống thứ ba có tên là GALILEO đang được nghiên cứu cho mục đích phi quân sự và được thiết kế và xây dựng bởi các chính phủ thuộc liên minh Châu Âu và các tập đoàn công nghiệp. - Máy thu GPS hiển thị vị trí bằng chữ và số của lưới tọa độ chọn trước. - Khi sử dụng GPS ta có dữ liệu vectơ 2D hay 3D. Các dữ liệu này dựa trên hệ tọa độ tâm Trái đất WGS84 ( World Geodetic System 1984 ).PowerPoint Presentation: * Các phương pháp nhập dữ liệu bản đồ - Tìm kiếm bản đồ phù hợp Lựa chọn bản đồ đầu vào là rất quan trọng, nó liên quan trực tiếp đến kết quả của sản phẩm đầu ra. Do vậy, với các mục đích khác nhau, mức độ chi tiết khác nhau mà các bản đồ đầu vào khác nhau có thể được chấp nhân. Tính phù hợp được thể hiện thông qua nội dung, tỷ lệ, hình thức tồn tại của bản đồ đầu vào...PowerPoint Presentation: - Số hóa bản đồ Số hóa bản đồ giấy bằng bàn số hóa ( digitizer ) hay nhập bản đồ giấy bằng máy quét ( Scanner ) là phương pháp thường được sử dụng. Số hóa bằng bàn số hóa là tiến trình ghi lại vị trí của trình tự các điểm đặc trưng dọc theo đường trên bản đồ. Phương pháp này cho kết quả dưới dạng bản đồ vectơ 2D. Kết quả nhập bản đồ bằng máy quét là số liệu raster. + Sử dụng tệp dữ liệu bản đồ có sẵn Các tệp đường biên có sẵn trên thị trường có khả năng sử dụng cho nhiều ứng dụng GIS. Chúng có thể là mô tả hình học dưới dạng số của các đơn vị hành chính. Điều quan trọng là các dữ liệu có sẵn này phù hợp với một loại phần mềm GIS nào đó, thì phải được lưu trữ trên đĩa dưới chuẩn chung để người mua có thể sử dụng được. + Tích hợp dữ liệu bản đồ số từ nhiều nguồn khác nhau: Khi nhập một bản đồ vào nhiều thời điểm khác nhau hay sử dụng các hệ thống tọa độ khác nhau thường xảy ra hiện tượng biến dạng cạnh sườn. Các đối tượng như đường quốc lộ, đường ống hay các đặc trưng tôpô trải ra từ tấm bản đồ này đến tấm bản đồ khác thường mất tính liên tục hay không đều. Để loại bỏ lỗi này ta phải sửa đổi vùng giáp ranh các tờ bản đồ.PowerPoint Presentation: CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU * Biến đổi vectơ sang raster - Đây là phương pháp chủ yếu để tạo ra bản đồ Raster, bản đồ đầu vào được số hoá ở dạng vestor. Sau đó được kiểm tra và chuyển sang dạng Raster bằng chức năng Raster hoá của hệ thống. + Đối với điểm và đường các pixel chứa chúng sẽ gán mã của chúng ở bản đồ Raster. + Đối với đa giác chương trình sẽ xem xét đơn vị nào chiếm phần lớn diện tíchcủa pixel sẽ gán mã cho đối tượng đó. - Độ chính xác của quá trình Raster hoá sẽ phụ thuộc vào kích thước pixel, kích thước pixel nhỏ thì độ chi tiết, độ chính xác của bản đồ tăng. Nhưng mức độ tổng quát hoá thấp hoặc ngược lại kích thước pixel lơn mức độ khái quát hoá cao nhưng mức độ chính xác và chi tiết giảm.PowerPoint Presentation: - Nhiệm vụ biến đổi vectơ sang raster là tìm tập pixel trong không gian raster trùng khớp với vị trí của điểm, đường, đường cong hay đa giác trong biểu diễn vectơ. Tổng quát, tiến trình biến đổi là tiến trình cấp xỉ vì với vùng không gian cho trước thì mô hình raster sẽ chỉ có khả năng địa chỉ hóa các vị trí có tọa độ nguyên. Trong mô hìnhvectơ, độ chính xác của điểm cuối vectơ được giới hạn bởi mật độ hệ thống tọa độ bản đồ, còn vị trí khác của đoạn thẳng được xác định bởi hàm toán học. Hình 5.26 . Raster hóa đường, đa giácPowerPoint Presentation: * Biến đổi raster sang vectơ CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU - Quá trình này được thực hiện bởi chức năng Vector hoá của GIS. Các đối tượng điểm, đường hay vùng được mô tả bằng các ô raster được chuyển đổi thành các cấu trúc và tọa độ dữ liệu vector tương ứng. Hình 5.27. Vector hóa đườngPowerPoint Presentation: - Đối với ảnh mầu hoặc ảnh grey tone , các phần mềm máy tính có thể khoanh được ranh giới giữa các vùng khác nhau về màu hoặc grey tone. Sau đó gán mã cho các đơn vị khác nhau của bản đồ. Để thực hiện tốt việc gán mã này bản đồ gốc cần đảm bảo các yêu cầu sau: + Chất lượng mầu, grey tone cần được đảm bảo để có độ tương phản giữa cácmầu và các tone giúp cho chương trình có thể biết được sự thay đổi mầu và tone của các đơn vị bản đồ khác nhau. + Bản đồ gốc không nên có các đường ranh giới giữa các đơn vị bản đồ. - Đối với ảnh Binary chương trình vector hoá sẽ lần theo các pixel mầu đen trong bản đồ và các pixel mầu đen sẽ được nối với nhau tạo thành các đường. Có thể nối các pixel lại với nhau theo 2 phương pháp. +Phương pháp ghép nối 4: Chương trình chỉ nối các pixel theo chiều nằm ngang hoặc thẳng đứng. +Phương pháp nối 8: Chương trình nối các ô mầu đen theo cả 8 hướng, phương pháp nối 8 thể hiện đối tượng đầy đủ nhất.PowerPoint Presentation: So sánh và lựa chọn phương pháp nhập dữ liệu - Có thể so sánh, đánh giá các phương pháp nhập dữ liệu khác nhau trên cơ sở phân tích các yếu tố sau: + Thời lượng cần để chuẩn bị dữ liệu. + Thời lượng cần để vào dữ liệu. + Độ chính xác của dữ liệu và ảnh hưởng của nó đến các quá trình biên tập và xử lý dữ liệu như thế nào. - Khi lựa chọn phương pháp nhập dữ liệu, cần xem xét các điểm sau: · Phần cứng và phần mềm có sẵn. · Kính nghiệm của các thao tác viên. · Loại tài liệu gốc. · Chất lượng dữ liệu cần nhập. · Số lượng dữ liệu cần nhập. · Mật độ dữ liệu. · Yêu cầu về độ chính xác. · Mục đích sử dụng dữ liệu. · Thời gian cho phép đối với việc nhập dữ liệu. · Kinh phí cho phép đối với việc nhập dữ liệu.PowerPoint Presentation: QUẢN LÝ DỮ LIỆU Nguyên tắc quản lý dữ liệu + Các dữ liệu bản đồ được quản lý theo hệ thống chồng ghép lớp và dễ dàng truy cập từ bất kỳ các lớp logic nào cùng với các topology của chúng; + Các phương pháp truy cập dữ liệu gắn liền với hệ thống tổ chức quản lý chúng; + Cơ sở dữ liệu tập trung và cơ sở dữ liệu phân tán của GIS; + Các chuẩn dữ liệu và bảo trì, nâng cấp; + Sự liên kết giữa các thành phần trong cơ sở dữ liệu và với các hệ thống khác; + Bảo mật thông tin và quyền truy cập vào hệ thống cơ sở dữ liệu; + Tính đa nhiệm của cơ sở dữ liệu trong GIS.PowerPoint Presentation: Các yếu tố ảnh hưởng đến việc quản lý dữ liệu + Môi trường lưu trữ dữ liệu, + Cấu trúc dữ liệu. Cho đến nay, trong công nghệ thông tin nói chung và công nghệ GIS nói riêng, dữ liệu số thường được lưu trữ trong các môi trường như: đĩa CD, đĩa mềm, ổ cứng…PowerPoint Presentation: Quản lý dữ liệu không gian - Trong GIS, các dữ liệu được quản lý thao các lớp chuyên đề. Trong mỗi lớp chuyên đề, chỉ lưu trữ các thông tin về một chuyên đề nhất định như đất, địa giới, sông, đường giao thông,… - Các lớp dữ liệu như đất, nước, giao thông,… được tập hợp lại thành các lớp phủ và được tổ chức như một mảnh bản đồ. Các lớp thông tin trên còn là các lớp thông tin chuyên đề; trên một vùng lãnh thổ, chúng được thể hiện như các lớp phủ theo phương thẳng đứng. Do vậy, cần thiết phải có một hệ tọa độ để có thể chồng xếp các lớp thông tin đó lên nhau, phủ vùng lãnh thổ chúng thể hiện. - Dữ liệu không gian có thể được biến đổi qua lại giữa mô hình dữ liệu Raster và Vector. Sự chuyển đổi này là cần thiết trong việc quản lý dữ liệu không gian GIS khi chúng được lưu trữ trong những mô hình dữ liệu khác nhauPowerPoint Presentation: Quản lý dữ liệu thuộc tính - Trong GIS, các dữ liệu thuộc tính thường được lưu trữ dưới dạng bảng do vậy thường được gọi là dữ liệu bảng. Trong các bảng thuộc tính, mỗi dòng trong bảng biểu diễn một đối tượng và mỗi cột là một thuộc tính. Dữ liệu thuộc tính có thể được quản lý bằng các hệ cơ sở dữ liệu phân cấp, mạng hoặc quan hệ. - Cần có biện pháp an toàn chống lại các sai sót đó; cụ thể là cần sao lưu dữ liệu thường kỳ các file dữ liệu, hàng ngày sao lưu các thay đổi cơ sở dữ liệu từ các đĩa lên băng, hàng tuần sao lưu toàn bộ cơ sở dữ liệu. Các đĩa sao lưu cần để ở những có điều kiện thích hợp, những nơi chịu lửa và không để cùng với dữ liệu gốc.PowerPoint Presentation: - Phân tích dữ liệu là rút ra những thông tin và kết luận từ việc nghiên cứu dữ liệu và là công việc của mỗi ngành nghề, mỗi nhà chuyên môn khi ứng dụng GIS. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU - Phân tích dữ liệu không gian bao gồm việc sử dụng các phép toán để sắp xếp các dữ liệu đó cũng như các dữ liệu thuộc tính có liên quan. Hình 5.28. Phép phân tích không gian có số lượng lớn các phép toán và hàm không gianPowerPoint Presentation: Phân tích dữ liệu bằng GIS có thể được xếp thành ba nhóm : + Hỏi đáp cơ sở dữ liệu là đơn thuần lấy ra thông tin có sẵn trong cơ sở dữ liệu. + Lập bản đồ phát sinh là quá trình tạo ra các lớp dữ liệu mới từ các lớp dữ liệu cũ bằng cách lấy thông tin có sẵn và thêm vào đó thông tin mới là sự hiểu biết về mối quan hệ giữa các yếu tố cơ sở dữ liệu. Ví dụ như ta có thể tạo ra bản đồ nguy cơ xói mòn đất từ bản đồ đất, bản đồ độ cao địa hình và bản đồ chế độ lượng mưa nếu ta biết quan hệ giữa các nhân tố đó. + Mô hình hóa quá trình là một lĩnh vực mới của GIS dựa trên khái niệm là cơ sở dữ liệu không chỉ biểu diễn môi trường thực mà chính nó cũng là một môi trường, do đó, cơ sở dữ liệu GIS đóng vai trò như một phòng thí nghiệm để tìm hiểu các quá trình.PowerPoint Presentation: CÁC PHÉP PHÂN TÍCH DỮ LIỆU CƠ BẢN - Lựa chọn và phân loại - Phân lập - Tạo vùng đệm (buffer) - Chồng ghép - Phân tích mạng - Tính diện tích (Area Calculation)PowerPoint Presentation: Lựa chọn và phân loại * Lựa chọn: - Đại số tập hợp Hình 5.28. Lựa chọn bằng các biểu thức đại sốPowerPoint Presentation: - Đại số logic Đại số logic sử dụng điều kiện OR, AND, NOT và NOR để lựa chọn đối tượng. Hình 5.29. Minh họa các khai báo logicPowerPoint Presentation: * Phân loại - Phép phân loại còn được biết đến như là việc phân loại lại hay ghi lại với mục đích phân chia các đối tượng địa lý dựa vào một hay nhiều điều kiện nào đó. - Phép phân loại có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Một trong những mục đích phổ biến đó là nhóm gộp các đối tượng để hiển thị hay xuất bản các bản đồ. Các đối tượng này thường có một thuộc tính chung và mục đích cần đạt được là hiển thị chúng theo một màu sắc hay biểu tượng thống nhất, Hình 5.30. Kết quả phân loại theo diện tích đấtPowerPoint Presentation: Phân lập - Hàm phân lập có mục đích chính là nhóm gộp các đối tượng, đặc điểm nào đó trong phạm vi một lớp dữ liệu. Các đối tượng vùng liền kề nhau trong lớp dữ liệu được phân lập thường có các giá trị giống nhau của một thuộc tính nào đó. Ví dụ, một lớp dữ liệu đất ngập nước có thể được tạo thành từ các đối tượng vùng của một vài lớp phụ như đất ngập nước nhiều cây gỗ, đất ngập nước cây cỏ hay vùng nước trống. Nếu một phép phân tích đòi hỏi chúng ta phải nhận dạng chỉ những khu vực có đất của vùng đất ngập nước thì điều chúng ta mong muốn làm được đó là phân lập tất cả các đường ranh giới giữa các loại vùng đất ngập nước phân bố lân cận nhau, sau đó chỉ quan tâm đến các đường ranh giới giữa vùng có đất và vùng nước trống. - Phép phân lập có ưu điểm là xóa bỏ được các dữ liệu địa lý hay dữ liệu bảng biểu không cần thiết, qua đó, cải thiện tốc độ xử lý của máy tính, giảm thiểu lượng dữ liệu lưu trữ cũng như sự phức tạp của hệ thống.PowerPoint Presentation: Tạo vùng đệm (buffer) Vùng đệm là một vùng có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng một khoảng cách được xác định trước từ một hay nhiều đối tượng. Vùng đệm có thể được xác định cho đối tượng điểm,đường hay vùng và cho dữ liệu vector hay raster. Vùng đệm thường là các vùng bên ngoài đối tượng với một khoảng cách giới hạn cho trước. Vùng đệm thường được sử dụng phổ biến trong phân tích dữ liệu bởi lẽ rất nhiều phép phân tích không gian có liên quan đến giới hạn khoảng cách. Hình 5.31: Ví dụ vùng đệm được tạo ra từ đối tượng vùng vector và rasterPowerPoint Presentation: Chồng ghép - Chồng ghép chính là sự gộp chung dữ liệu không gian và thuộc tính của hai hay nhiều lớp dữ liệu Hình 5.32. Chồng ghép dữ liệu không gianPowerPoint Presentation: - Chồng ghép vector Trong GIS, người ta phân biệt ba loại chồng ghép vector sau: + Chồng ghép đa giác trên đa giác: Chồng ghép đa giác là một thao tác không gian trong đó một lớp chuyên đề chứa các đa giác được chồng ghép lên một lớp khác để hình thành một lớp chuyên đề mới với các đa giác mới. Mỗi đa giác mới là một đối tượng mới được biểu diễn bằng Một dòng trong bảng thuộc tính. Hình 5.33. Chồng ghép đa giácPowerPoint Presentation: - Chồng ghép điểm trên đa giác : Các đối tượng điểm cũng có thể được chồng ghép trên các đa giác. Các điểm sẽ được gán các thuộc tính của đa giác mà trên đó chúng được chồng lên. Các bảng thuộc tính sẽ được cập nhật sau khi tất cả các điểm được kết hợp với đa giác. - Chồng ghép đường trên đa giác : Các đối tượng đường cũng có thể được chồng ghép trên các đa giác để tạo ra một bộ các đường mới chứa các thuộc tính của các đường ban đầu và của các đa giác. Cũng như trong chồng ghép đa giác, các điểm cắt được tính toán, các nút và các liên kết được hình thành, topo được thiết lập và cuối cùng là các bảng thuộc tính được cập nhật.PowerPoint Presentation: Chồng ghép raster - Sau khi chồng ghép, các ô tổ hợp mới được hình thành với các thuộc tính bao gồm các thuộc tính từ các ô ban đầu. Và như vậy, một lớp chuyên đề mới được tạo ra. - Khác với chồng ghép vector, chồng ghép raster không tạo ra các đa giác nhỏ không mong muốn, bởi lẽ dữ liệu raster bao gồm các ô lưới kích thước bằng nhau. Hình 5.34. Sự kết hợp các ô trong chồng ghép rasterPowerPoint Presentation: - Trong chồng ghép raster, các thao tác số học (+, -, *, /) và một số thao tác logic (AND, OR,…) và thống kê có thể thực hiện được một cách trực tiếp trong quá trình chồng ghép các lớp dữ liệu raster. Ví dụ hai lớp chuyên đề A và B sau có thể được cộng, trừ, nhân, chia,… để tạo ra một lớp chuyên đề C mới thông qua các thao tác toán học hay logic. Hình 5.35. Thao tác chồng ghép toán học giữa hai lớp RasterPowerPoint Presentation: Phân tích mạng Mạng là tập hợp các đối tượng dạng tuyến kết nối với nhau. Những đường giao thông, đường cấp điện, cấp nước, thoát nước,… là những ví dụ về mạng; mạng được dùng để di chuyển nguồn từ vị trí này đến vị trí khác. Cơ sở của phép phân tích mạng là: + Các mạng có tính kết nối, liên tục. + Các quy tắc di chuyển trong mạng. + Các đơn vị đo lường. + Các tích tụ giá trị thuộc tính do di chuyển. + Các quy tắc vận dụng các giá trị thuộc tính. - Sự vận chuyển của nước và trầm tích trong một hệ thống sông có thể được dự báo thông qua mô hình mạng. Hay khi nhiều trận mưa lớn xuất hiện ở một khu vực, các tác động sinh ra do dòng chảy tăng lên có thể rất phức tạp; bằng cách dự báo chính xác lưu lượng nước chảy qua mạng sông suối, quy mô và vị trí của lũ lụt có thể được dự báo trước để chuẩn bị cho các hoạt động ứng cứu.PowerPoint Presentation: Tính diện tích (Area Calculation) - Phương pháp thủ công: + Đếm ô + Cân trọng lượng + Đo thước tỷ lệ - Phương pháp GIS: + Dữ liệu Vector: chia nhỏ bản đồ dưới dạng đa giác + Dữ liệu Raster: tính diện tích của 1 ô, sau đó nhân diện tích này với số lượng ô của bản đồPowerPoint Presentation: - Vị trí của đối tượng nghiên cứu: quản lý và cung cấp vị trí của các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách khác nhau như tên địa danh, mã, vị trí, toạ độ. - Điều kiện về thuộc tính của đối tượng: thông qua phân tích các dữ liệu không gian cung cấp các sự kiện tồn tại hoặc xảy ra tại một đỉem nhất định hoặc xác định các đối tượng thoả mãn các điều kiện đặt ra. - Xu hướng thay đổi của đối tượng: cung cấp hướng thay đổi của đối tượng thông qua phân tích các lãnh thổ trong vùng nghiên cứu theo thời gian. - Cấu trúc và thành phần có liên quan của đối tượng: cung cấp mức độ sai lệch của các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi sắp đặt chúng đã có từ các nguồn khác. - Các giải pháp tốt nhất để đáp ứng mục tiêu nghiên cứu - Các mô hình nhằm giả định các phương án khác nhauPowerPoint Presentation: QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ĐỊA LÝ Một quy trình phân tích địa lý có thể bao gồm các bước sau: Bước 1: Đặt vấn đề Bước 2: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích không gian Bước 3: Phân tích không gian Bước 4: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích thuộc tính Bước 5: Phân tích thuộc tính Bước 6: Đánh giá kết quả Bước 7: Xác định lại tiêu chuẩn phân tích và phân tích mới Bước 8: Trình bày các kết quả cuối cùngPowerPoint Presentation: Trong bước này cần phải xác định rõ mục đích và tiêu chuẩn phân tích. Các tiêu chuẩn lựa chọn có thể định tính hoặc định lượng hoặc cả hai và chúng có thể đề cập đến nhiều khía cạnh như kinh tế - xã hội, môi trường, thẩm mỹ,… Bước 1: Đặt vấn đề Bước 2: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích không gian + Cắt vùng nghiên cứu khỏi bản đồ lớn có sẵn trong cơ sở dữ liệu. + Ghép các mảnh bản đồ lại thành một bản đồ lớn thể hiện hết khu vực nghiên cứu. + Biến đổi đơn vị diện tích như từ sang ha… + Tái phân loại để giảm số loại sử dụng đất không cần thiết,… Với dữ liệu đã được chuẩn bị, bạn có thể bắt đầu tiến hành các thao tác không gian để kết nối các lớp dữ liệu. Chúng ta đặc biệt quan tâm đến vấn đề tạo cácvùng đệm xung quanh các đối tượng, thao tác trên các đối tượng không gian và tiến hành chồng ghép các vùng. Bước 3: Phân tích không gianPowerPoint Presentation: Bước 4: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích thuộc tính Trước khi tiến hành phân tích dữ liệu bảng, chúng ta cần phải đảm bảo chắc chắn rằng bảng thuộc tính chứa đầy đủ các mục hay có sẵn các cột và dòng trống cần thiết để lưu trữ các dữ liệu mới sẽ được tạo ra khi phân tích. Bước 5: Phân tích thuộc tính Trên các dữ liệu thuộc tính có thể tiến hành các thao tác số học, logic và thống kê. Kết quả là tìm ra các đặc trưng thỏa mãn các tiêu chuẩn lựa chọn. Bước 6: Đánh giá kết quả Sau khi phân tích, ta tiến hành đánh giá kết quả phân tích về độ chính xác và nội dung. Câu hỏi đặt ra và cần trả lời là các kết quả phân tích có lý không? Có đáng tin cậy không? Các bản đồ đơn giản cùng với các bản báo cáo sẽ giúp cho bạn đánh giá được các kết quả. Sau khi chắc chắn hoàn thành quá trình phân tích một cách chính xác và các điều kiện đều hợp lý thì ta có thể đi xem xét và đối chiếu kết quả ở ngoài thực địa. Nếu các kết quả đó không thể chấp nhận được so với thực tế thì ta có thể sử dụng bước này để xác định được những gì cần thay đổi và nâng cấp cách phân tích của mình. Sau đó,thực hiện lại quá trình phân tích.PowerPoint Presentation: Cần xác định lại các tiêu chuẩn phân tích và tiến hành các phân tích mới trong trường hợp các kết quả phân tích không thể chấp nhận được hay còn có những hạn chế nhất định. GIS thực sự có ích trong vấn đề này bởi vì nó cho phép bạn dễ dàng thực hiện mới và bắt đầu ở bước thích hợp nào đó trong cả quá trình. Bước 7: Xác định lại tiêu chuẩn phân tích và phân tích mới Bước 8: Trình bày các kết quả cuối cùng Các kết quả phân tích địa lý thường được trình bày dưới dạng các bản đồ và các báo cáo. Nội dung của bước trình bày kết quả phân tích sẽ được đề cập chi tiết ở chương tiếp theo về hiển thị và xuất dữ liệu.PowerPoint Presentation: HIỂN THỊ VÀ XUẤT DỮ LIỆU Việc hiển thị và xuất dữ liệu bằng GIS được thực hiện với mục đích chính: + Kiểm tra và biên tập dữ liệu. + Phân tích dữ liệu. + Trình bày các kết quả phân tích và mô hình hóa để xem xét, lựa chọn và ra quyết định. Với sự trợ giúp của máy tính và các thiết bị ngoại vi, dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính thường được hiển thị và xuất ra dưới hai hình thức: bản mềm và bản cứng.PowerPoint Presentation: CHUẨN DỮ LIỆU VÀ CHẤT LƯỢNG DỮ LIỆU Vấn đề chuẩn dữ liệu Chất lượng dữ liệu địa lý thường được xem xét, đánh giá sau khi các quyết định không đúng được đưa ra và thường mất mát tài chính hay những đụng chạm đến con người đã xuất hiện. Nhà sản xuất thông tin địa lý phải chịu trách nhiệm khi sản phẩm của họ bị phát hiện có sai sót, được thiết kế dở hay được dùng theo cách và vì các mục đích không được các nhà thiết kế chủ định. Các yếu tố chất lượng dữ liệu - Độ chính xác về vị trí - Độ chính xác về thuộc tính - Độ chính xác về thời gian - Sự nhất quán logic - Sự đầy đủ và độ phân giải - Lịch sử dữ liệu - Việc sử dụng dữ liệuPowerPoint Presentation: CÁC NGUỒN SAI SÓT Sai sót là khó tránh khỏi trong quá trình sử dụng GIS và nó làm giảm chất lượng của dữ liệu GIS. Do đó, cần hiểu rõ các nguồn sai sót có thể để tìm cách hạn chế chúng đến mức tối đa. Nguồn sai sót độc lập với xử lý GIS Sai sót trong xử lý dữ liệu GIS Sai sót về phương phápPowerPoint Presentation: * Nguồn sai sót độc lập với xử lý GIS Thiết bị : Hệ thống viễn thám vệ tinh, Máy ảnh hàng Không, máy thu GPS, các thiết bị đo các giá trị thuộc tính khác nhau Sai sót trong quá trình lập bản đồ: Sai số trong tính toán và mạng lưới trắc địa, sự không chính xác của công cụ lập bản đồ, sự không chính xác trong vẽ bản đồ, biên tập dữ liệu (Tính toán, phóng to, thu nhỏ và vẽ lại) Sai sót do những thay đổi ở thực địa: Các đối tượng đã đăng ký thay đổi thuộc tính, các hiện tượng mới phát sinh - Sai sót do thiếu độ phủ hay độ phân giảiPowerPoint Presentation: * Sai sót trong xử lý dữ liệu GIS Nhập dữ liệu: Lỗi do số hóa (Lỗi thiết bị, Lỗi người thao tác), sự không chính xác trong khi vào dữ liệu thuộc tính (Lỗi do con người - thiếu các chương trình kiểm tra) Trữ dữ liệu: Độ chính xác số của máy tính không đủ, Lỗi của môi trường trữ Lỗi trong thao tác dữ liệu: Raster sang vector, Vector sang raster, tổng quát hóa và làm mỏng, kết hợp các lớp, chồng ghép, nội suy, phân tích các dữ liệu viễn thám và các dữ liệu khác - Lỗi trong trình bày dữ liệu: Lỗi thiết bị, lỗi của môi trường trình bàyPowerPoint Presentation: * Sai sót về phương pháp - Sai sót về các phương pháp dùng để thu thập dữ liệu - Mật độ quan trắc không đủ - Các lớp và các đối tượng xác định không tốt - Sự thiếu kinh nghiệm của người biên tập dữ liệu - Ranh giới không chắc chắn giữa các vùngPowerPoint Presentation: Kiểm tra và sử dụng dữ liệu Một số quy tắc sau có thể giúp kiểm tra và sử dụng đúng dữ liệu: - Dùng các chương trình kiểm tra để bảo đảm chất lượng. - Kiểm tra dữ liệu càng sớm càng tốt. - Kiểm tra dữ liệu ở nhiều giai đoạn thao tác dữ liệu. - Không xáo trộn các dữ liệu có độ chính xác cao và dữ liệu có độ chính xác thấp. - Hiểu biết bản chất của dữ liệu, dù nó là dữ liệu không gian hay phi không gian. - Có đầu óc phê phán trong mọi sử dụng dữ liệu. - Dùng các kết quả xử lý dữ liệu một cách thận trọng. - Nêu sự bất chính xác gắn với các kết quả và các phân tích.PowerPoint Presentation: GIS VÀ INTERNET - Các ứng dụng GIS trực tuyến thông thường bao gồm server (để lưu dữ liệu và ứng dụng), client (để sử dụng dữ liệu và ứng dụng) và mạng thông tin (để điều khiển luồng thông tin giữa client và server). - Khi hệ thống GIS trực tuyến hoạt động, một loạt các công việc sẽ được thực hiện, bao gồm xử lý các yêu cầu, thực hiện tìm kiếm, phân tích địa lý, phát sinh các báo cáo và liên tục hiển thị bản đồ. Nhiệm vụ đầu tiên của công việc thiết kế hệ thống GIS trực tuyến là xác định loại công việc dành cho server và client. Các công việc này có thể được phân chia như trên bảng 5.1 cho server và client của hệ thống.PowerPoint Presentation: Bảng 5.1. Phân bổ công việc trên hệ thống khách/chủPowerPoint Presentation: * Server - Việc tập trung dữ liệu và phần mềm trên một máy (hay còn gọi là nặng server) có nhiều lợi thế như dễ cập nhật, sử dụng máy tính mạnh sẽ hiệu quả hơn việc phân tán mọi thứ và dễ quản lý xâm nhập thông tin. - Nếu đặt dữ liệu GIS trên máy trung tâm thì ta có kết quả tương tự như môi trường Web. Tuy nhiên, chúng cũng có bất lợi, đó là hệ GIS đòi hỏi server mạnh để thực thi nhiều công việc hơn các trang chủ Web thông thường khác. Do vậy, khi quá nhiều người sử dụng xâm nhập trang chủ thì bộ xử lý quá tải dẫn đến dừng hoạt động. Đó là nguyên nhân để xây dựng máy chủ trên cơ sở nhiều bộ xử lý chạy song song. Vấn đề khác xảy ra với ứng dụng GIS phân tán nặng server là quá tải đường truyền Internet. Mỗi khi người dùng phóng to, thu nhỏ bản đồ thì yêu cầu mới được gửi từ client đến server, bản đồ mới được server phát sinh và gửi trở lại client.PowerPoint Presentation: - Thông thường các trình duyệt Web thuộc nhóm Client mỏng, phần lớn các xử lý được thực hiện trên server và trình duyệt chỉ làm nhiệm vụ hiển thị. Các ứng dụng trên Client mỏng đòi hỏi server nặng như mô tả trên đây. Ngược lại, các ứng dụng xây dựng trên quan điểm Client nặng sẽ thực hiện nhiều xử lý trên Client. * Client - Nếu trình duyệt có khả năng đồ hoạ cao và xử lý nhiều chức năng GIS thì chúng có thể dễ dàng duyệt, phóng to, thu nhỏ bản đồ và truy vấn dữ liệu không gian. Chúng làm giảm tải đường truyền và bộ xử lý của server. - Tuy nhiên, các nhà phát triển trình duyệt web thông thường không muốn xây dựng các chức năng GIS cho hệ thống chương trình của họ. Nhưng họ đã cho khả năng mở rộng chức năng trình duyệt web bằng các công nghệ khác như Java applet, ActiveX, Plug -ins,...PowerPoint Presentation: * Cân đối server/client Việc lựa chọn giải pháp nặng hay nhẹ máy chủ phụ thuộc vào nhiều yếu tố.Client nặng tương tác với server nhẹ cho khả năng phân tích mềm dẻo và phong phúhơn, làm giảm tải đường truyền, tăng số lượng người dùng đồng thời và cập nhật phầnmềm khó khăn hơn. Cài đặt client nhẹ /server nặng chiếm dụng giải băng truyền tin đáng kể để tải các bản đồ. Giải pháp này dành cho các ứng dụng không đòi hỏi các thao tác phân tích GIS phức tạp.PowerPoint Presentation: * Các loại ứng dụng thông tin địa lý trực tuyến Tải dự liệu thô Hình 5.36. Sơ đồ kiến trúc tải dữ liệu thôPowerPoint Presentation: Hiển thị bản đồ tĩnh Hình 5.37. Sơ đồ kiến trúc hiển thị bản đồ tĩnhPowerPoint Presentation: Duyệt bản đồ động Mỗi khi người dùng thay đổi cách quan sát bản đồ thì yêu cầu của họ được gửi lại cho server với bộ tham số khác. Server lập tức phát sinhbản đồ mới để gửi lại client theo chu kỳ. Hình 5.38. Sơ đồ kiến trúc duyệt bản đồ độngPowerPoint Presentation: Hỏi đáp, phân tích GIS trên cơ sở Web Đây là kiến trúc tiên tiến nhất, nó cho người sử dụng nhiều chức năng của hệ thống GIS nhất. Sử dụng các công cụ của Web như khuôn mẫu HTML, ảnh bản đồ GIF, với các công nghệ mới Java, ActiveX để tạp lập giao diện thực hiện khai thác, phân tích các dữ liệu như hệ thống GIS khác. Có thể tìm thấy các thí dụ của loại ứng dụng này trong trang chủ Forrnet (http://www.gis.umm.edulfornet). Hình 5.39. Sơ đồ kiến trúc hỏi đáp, phân tích GIS trên cơ sở WebPowerPoint Presentation: Phần mềm GIS hiểu mạng Kiến trúc GIS hiểu mạng khác với kiến trúc tải dữ liệu thô (đã trình bày ở trên). Kiến trúc tải dữ liệu thô đòi hỏi người sử dụng phải nạp tập dữ liệu về đĩa từ của client (đĩa địa phương) trước khi sử dụng chúng. Ngược lại, kiến trúc GIS hiểu mạng có khả năng đọc dữ liệu từ xa dễ dàng như đọc chính đĩa từ địa phương. Giải pháp này khá hiệu quả vì nó làm giảm dung lượng cần có trên đĩa từ địa phương, làm giảm tải đường truyền vì nó chỉ đọc các dữ liệu cần cho công việc cụ thể thay cho đọc toàn bộ dữ liệu. Tuy nhiên, việc truyền thông tin trên Internet chậm hơn rất nhiều so với đọc dữ liệu trên đĩa địa phương. Giải pháp đã được ứng dụng để phân phát dữ liệu trên CD-ROM Information System của trường Đại học California tại Berkeley.infosys.htm). Hình 5.40. Phần mềm GIS hiểu mạngPowerPoint Presentation: Lựa chọn giải pháp Trả lời các câu hỏi sau đây sẽ giúp ta lựa chọn giải pháp thiết kế hệ GIS phân tán phù hợp. + Tại sao ta phải phân tán thông tin địa lý? + Ai là khách hàng của dịch vụ sẽ xây dựng, họ mong đợi gì và họ có đặc điểm như thế nào? + Những phần nào của CSDL sẽ được chia sẻ tới người dùng? + Có thể coi dữ liệu là hàng hoá không? + Sẽ cung cấp cho khách hàng loại hiển thị, truy vấn và khả năng phân tích nào? + Giao diện tìm kiếm thông tin phải như thế nào? + Phần lớn các tiến trình xử lý xảy ra tại máy chủ, máy trạm hay nơi nào khác? + Tự xây dựng, quản trị trang chủ hay thuê mướn các công ty chuyên nghiệp?PowerPoint Presentation: Từ các câu trả lời ta có thể lựa chọn giải pháp thích hợp cho từng trường hợp cụthể như các thí dụ sau đây: - Công ty tư vấn ứng dụng muốn bán dữ liệu của họ cho khách hàng GISChiến lược lựa chọn: xây dựng ứng dụng có khả năng tìm kiếm dữ liệu metadata(dữ liệu về dữ liệu) và duyệt bản đồ theo tiêu chí và hiển thị, không có khả năng tải trực tiếp dữ liệu, nhưng tải được đơn đặt hàng. - Hội đồng nhân dân thành phố mong muốn làm tăng khả năng xâm nhập đến các thông tin quy hoạch đô thị đến người dân.Chiến lược lựa chọn: Kiến trúc trình duyệt bản đồ động được áp dụng. Hệ thống hiển thị được nhiều tầng bản đồ (đường phố, công viên, trung tâm cứu hoả, các mảnhđất, ao hồ...) có thể bao gồm các công cụ truy vấn GIS đơn giản như tìm kiếm chủ củalô đất. - Tổ chức phi chính phủ muốn sử dụng bản đồ để chỉ ra môi trường sống của các loài thú hoang dã đang bị lấn chiếm.PowerPoint Presentation: Chiến lược lựa chọn: Sử dụng các ảnh bản đồ vẽ trước của các vùng quan tâm. Có khả năng tải dữ liệu thô. - Nhóm các nhà khoa học mong muốn hợp tác nghiên cứu trong một dự án liênquan đến phân tích GIS. Chiến lược lựa chọn: Mỗi nhà khoa học nên có hệ GIS hiểu Internet, có khả năng xâm nhập server dữ liệu chia sẻ, thậm chí có khả năng liên kết thời gian thực các nhà khoa học với nhau. Dịch vụ phân tích GIS trên cơ sở Web có thể được sử dụng, nhưng tính mềm dẻo bị hạn chế và các chức năng phân tích không phong phú. Đã có rất nhiều trang chủ phân phát thông tin địa lý được các công ty thương mại và các tổ chức phi chính phủ xây dựng. Đồng thời, nhiều công ty cũng đã đưa ra các công cụ trợ giúp xây dựng nhanh các dịch vụ GIS trên mạng Internet như các sản phẩm GeoMedia WebMap của Intergraph, MapObjects Internet Map Server (IMS) của ESRI, MapInfo ProServer của MapInfo... You do not have the permission to view this presentation. In order to view it, please contact the author of the presentation.
GISbai2 bom76021 Download Post to : URL : Related Presentations : Share Add to Flag Embed Email Send to Blogs and Networks Add to Channel Uploaded from authorPOINT lite Insert YouTube videos in PowerPont slides with aS Desktop Copy embed code: (To copy code, click on the text box) Embed: URL: Thumbnail: WordPress Embed Customize Embed The presentation is successfully added In Your Favorites. Views: 63 Category: Entertainment License: All Rights Reserved Like it (0) Dislike it (0) Added: February 12, 2012 This Presentation is Public Favorites: 0 Presentation Description No description available. Comments Posting comment... Premium member Presentation Transcript : VIỄN THÁM & GIS Biên soạn: Th.S. Ngô Thị Hồng Gấm Khoa: Tài Nguyên & Môi trường Trường: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, 2011PowerPoint Presentation: CHƯƠNG V: CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS (12 tiết) 1. Cơ sở dữ liệu không gian? 2. Cơ sở dữ liệu thuộc tính? 3. Xây dựng và xử lý dữ liệu trong GIS? 4. Quản lý dữ liệu trong GIS? 5. GIS & Internet?PowerPoint Presentation: KHÁI NIỆM VỀ DỮ LIỆU Dữ liệu là các con số hay sự kiện được tập hợp có hệ thốngcho một hay nhiều mục đích cụ thể Hệ thống thông tin có nhiệm vụ chuyển đổi dữ liệu thành thông tin theo các tiến trình khác nhau như biến đổi, tổ chức, cấu trúc hoá và mô hình hoá. Hình 5.1. Chức năng biến đổi dữ liệu thành thông tinPowerPoint Presentation: DỮ LIỆU TRONG GIS Trong GIS dữ liệu tồn tại dưới 2 dạng: Dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Dữ liệu không gian: là những dữ liệu xác định vị trí của các đối tượng, các vật thể trên bề mặt quả đất, nó trả lời cho câu hỏi đối tượng này có ở đâu? (Where?). Ví dụ: Như các loại bản đồ, các ảnh viễn thám là các số liệu không gian. Dữ liệu thuộc tính: là các dữ liệu mô tả đặc tính đối tượng hay nói cách khác nó trả lời cho câu hỏi đối tượng này là cái gì? (What?) , nó như thế nào? (How ?). Ví dụ: Tên chủ sử dụng, số thửa, loại đất, hạng đất, giá đất... là các số liệu thuộc tính.PowerPoint Presentation: Các đối tượng dữ liệu không gian GIS sử dụng 4 loại đối tượng cơ bản là: điểm, đường, vùng, bề mặt liên tục. Hình 5.2. Các loại số liệu không gian cơ bảnPowerPoint Presentation: - Đối tượng điểm: Điểm là dạng đơn giản nhất của số liệu không gian, chúng là những đối tượng vô hướng, chỉ có vị trí trong không gian, không có chiều dài. Điểm được xác định vị trí bằng một cặp toạ độ X, Y. - Đối tượng đường: Đường là đối tượng một chiều, đường không những có vị trí mà còn có cả độ dài trong không gian. Đường được xác định bởi một chuỗi các cặp toạ độ x,y liên tiếp nhau. - Đối tượng vùng: Là đối tượng 2 chiều, chúng có vị trí, độ dài và xác định cả độ rộng trong không gian (có diện tích). Đối tượng vùng được tạo bởi một chuỗi các cặp toạ độ với toạ độ điểm đầu và toạ độ điểm cuối trùng nhau. - Đối tượng bề mặt liên tục: Là đối tượng 3 chiều, chúng không chỉ có vị trí, chiều dài, chiều rộng mà có cả chiều sâu (hoặc cao) hay nói cách khác là chúng có thể tích. Đối tượng bề mặt liên tục được biểu diễn dưới dạng không gian 3 chiều.PowerPoint Presentation: Các cấu trúc dữ liệu cơ bản của dữ liệu không gian Dữ liệu không gian được thể hiện ở dạng số và thể hiện trên 2 kiểu cấu trúc liệu không gian cơ bản là cấu trúc raster và cấu trúc vector. Hình 5.1: Cấu trúc dữ liệu của GISPowerPoint Presentation: Hình 5.2 Cấu trúc số liệu không gian trong GISPowerPoint Presentation: Cấu trúc raster Định nghĩa Cấu trúc raster là một trong những cấu trúc dữ liệu đơn giản nhất trong GIS. - Ở cấu trúc Raster các số liệu không gian được tổ chức thành các ô Trọng điểm của ô được gọi là pixel hay nói cách khác giá trị của ô được gọi là pixel. Do đó pixel của các ô được coi là giá trị cơ bản để lưu trữ số liệu. - Mỗi một pixel chỉ được gán một giá trị. Trong cấu trúc Raster thì: - Điểm được mô tả bởi một pixel. - Đường và đa giác được mô tả bởi một chuỗi các pixel kế tiếp nhau, có cùng giá trị số.PowerPoint Presentation: - Cấu trúc dữ liệu raster đơn giản nhất là một ma trận ô lưới (ma trận hàng và cột). - Mỗi một ô vuông (gridcell) được đặt theo một hàng và cột và mang một số đại diện cho kiểu hay giá trị của thuộc tính của đăc tính địa lý (code có trên bản đồ). Cấu trúc raster Hình 5.3. Cấu trúc dữ liệu RasterPowerPoint Presentation: - Tầng (lớp) dữ liệu: vì mỗi cell trong một bảng 2 chiều chỉ mang một số nên các thuộc tính địa lý khác nhau phải được thể hiện theo các tập hợp ma trận riêng biệt gọi là lớp chồng xếp Cấu trúc raster - Phép chồng xếp rất quan trọng trong công tác xử lý ảnh số, ảnh viễn thám và là cơ sở của hầu hết các quá trình xử lý ảnh raster. - Ưu điểm của cấu trúc dữ liệu raster: + Cấu trúc đơn giản, đồng nhất. + Dễ chồng ghép bản đồ với các dữ liệu viễn thám. + Dễ phân tích không gian, đặc biệt là không gian liên tục. + Dễ mô hình hóa. - Nhược điểm của cấu trúc dữ liệu raster: + Cần nhiều bộ nhớ. + Khi giảm độ phân giải để giảm khối lượng dữ liệu sẽ làm giảm độ chính xác hay làm mất thông tin. + Khó biểu diễn các mối quan hệ không gian. + Không thích hợp với phân tích mạng. + Đồ họa không đẹp.PowerPoint Presentation: Tổ chức dữ liệu raster trong GIS Mục đích tổ chức dữ liệu raster trong GIS là để tối ưu hoá việc nhập dữ liệu, giảm bớt sự lưu trữ và các yêu cầu về xử lý dữ liệu. Hình 4.5. Khái niệm về các lớp dữ liệu và tổ chức dữ liệu raster Do sự khác nhau rất xa về thuộc tính nên chúng phải được lưu trữ vào các lớp khác nhau nhưng phải cùng chung một vùng quan trắc địa lý (cùng một hệ thống tham chiếu không gian).PowerPoint Presentation: Kích thước pixel: Là diện tích bề mặt quả đất được đặc trưng bởi một giá trị pixel. - Trong hầu hết các hệ thống GIS pixel là hình vuông, kích thước pixel được tính bằng chiều dài các cạnh. - Kích thước pixel phản ánh mức độ khái quát hoá của bản đồ, kích thước pixel càng lớn mức độ khái quát hoá càng cao nhưng độ chính xác và độ chi tiết càng giảm. Hình 5.6. Các hình dạng tế bào trong cấu trúc raster - Hình dạng hình học bao phủ toàn bộ mặt phẳng được gọi là “khảm” ( tessellation) . Tế bào hình vuông vừa đề cập trên là một dạng của “khảm”. Lục giác và tam giác là hai thí dụ khác của “khảm” mặt phẳng. Khi sử dụng hai loại “khảm” này sẽ dẫn tới bất lợi như sau: không thể chia hệ quy tế bào thành tế bào nhỏ hơn; hệ thống đánh số phức tạp hơn.PowerPoint Presentation: Các phương pháp nén lưu trữ dữ liệu raster Có bốn phương pháp nén cơ bản dữ liệu dạng raster: chain codes, run-length codes, block-codes và quadtrees.PowerPoint Presentation: Phương pháp nén theo đường biên của vùng (chain codes) Các đường biên của một vùng có thể được thể hiện bằng một dãy các vec tơ đường viền liên tiếp nhau theo hướng 4 phương. Các hướng này được qui ước bằng các số (hướng Đông = 0, Bắc = 1, Tây = 2, Nam = 3). Ví dụ ta muốn lưu trữ dữ liệu vùng được tô đậm nằm trong hình Hình 5.7 bằng cách biểu thị đường biên ngoài của vùng với mã chain-code, ta bắt đầu từ đỉnh phía trên, bên phảii của cell hàng1, cột 1 và đặt mã lần lượt theo chiều kim đồng hồ ta sẽ có dãy giá tri sau thể hiện biên của vùng tô đậm: Hình 5.6 Nén chain-codePowerPoint Presentation: Chain codes là một phương thức lưu trữ nén dữ liệu raster hiệu quả và nó cho phép tiến hành dễ dàng các phép tính chu vi và diện tích, nhận biết vùng lồi lõm hoặc vị trí thay đổi hướng đột ngột. Tuy vậy nó gây khó khăn cho phép phân tích chồng xêp như kêt hợp và ghép bản đồ nếu không biến đổi dữ liệu trở vê dạng không nén. Nhược điểm nữa là vấn đề dư thừa dữ liệu vì tât cả các đường biên phải lưu trữ hai lần.PowerPoint Presentation: Phương pháp nén theo hàng cột (run-length codes) Phương pháp này cho phép các điểm trênmỗi đơn vị bản đồ được lưu trữ theo hàng từ trái qua phải bắt đầu bằng ô (cell) đầu tiên đến ô cuối của mỗi vùng con. Trong Hình 5.6 ví dụ trên ta có thể viết như ở Bảng 5.1 Bảng 5.1 Nén theo hàng cột Phương pháp này phù hợp cho việc lưu trữ dữ liệu trong các máy tính có dung lượng bộ nhớ nhỏ. Tuy nhiên việc nén quá nhiều dữ liệu có thể sẽ gây trở ngại cho quá trình xử lý và phân tích dữ liệu.PowerPoint Presentation: Phương pháp nén Block codes - Cấu trúc dự liệu sau khi nén bao gồm chỉ ba con số: gốc của khối ô vuông (có thể là tâm điểm hoặc góc trái phía dưới) và bán kính của khối ô vuông. - Trong ví dụ ở Hình 5.7 thì vùng nghiên cứu được mã hóa dạng nén block code 2n x 2n bằng 7 khối 1 đơn vị ô vuông và 7 khối 4 đơn vị ô vuông. Do mỗi gốc khối ô vuông cần 2 số liệu để lưu trữ nên cả vùng cần 3x14 = 42 con số. Hình 5.7.Nén Block-codes - Nếu bản đồ bao gồm càng lập được nhiều khối ô có kích thước càng lớn thì phương pháp nén block codes càng hiệu quả. Phương pháp này còn có ưu thế khi thực hiện kết hợp và giao cắt các bản đồ và khi thực hiện công việc kiểm tra sự co giãn về hình dạng của bản đồ.PowerPoint Presentation: Phương pháp nén cây tứ phân (quadtree block) - Phương pháp nén thứ tư này dựa trên cơ sở chia liên tục của dạng ma trận 2n x 2n thành các thành phần dạng cây tứ phân. Cả vùng bản đồ được chia thành bốn phần liên tục trong khi thõa mãn điều kiện giữ các ô vuông con phải nằm trọn trong vùng nghiên cứu. - Cấu trúc block này có thể trình bày dưới dạng cây tứ phân gọi là quadtree. Toàn bộ mảng gồm 2n x 2n điểm là nút gốc của cây tứ phân và chiều cao lớn nhất của cây là n tầng. Mỗi nút có bốn nhánh là bốn quadtree NW, NE, SW và SE. Nút lá tương ứng với quadtree mà nó không cần phải tiếp tục chia tiếp để bao trùm vùng nghiên cứu. Như vậy mỗi nút sẽ lưu trữ trong máy tính với độ lớn 2 bit và để lưu trữ vùng bản đồ như trong hình 5.8 ta cần 2 bit /quadtree x (4+16+24+28) quadtree = 144 bit.PowerPoint Presentation: - Phương pháp nén hình cây tứ thân có các ưu điểm so với các phương pháp lưu trữ nén khác: dễ tính toán diện tích chu vi của các vùng có hình dạng chuẩn; và có thể giảm bớt sự lưu trữ với các độ phân giải khác nhau do đặc điểm nó có thể thay đổi độ phân giải va giảm lưu trữ ở các khu vực có giá trị thông số thuộc tính đồng đều. Hình 5.8. Nén cây tứ phân Tuy vậy những vấn đề nảy sinh đối với phương pháp này là: các vùng có cùng kích thước và hình dạng có thể được biểu thị bằng những quadtree khác nhau nên sẽ gây khó khăn cho việc phân tích nhận hình dạng; và rất khó khăn nếu ta muốn chia nhỏ một vùng hay tạo lỗ trống không một vùng của bản đồ.PowerPoint Presentation: Cấu trúc dữ liệu dạng Vector - Theo quan niệm toán học thì vector bao gồm một điểm (với cặp tọa độ x, y trong không gian phẳng hay x, y, z trong không gian ba chiều), một khoảng cách và một chỉ số hướng. - Đối với dữ liệu GIS dạng vector, ta coi như thực thể có thể xuất phát từ bất cứ vị trí nào chứ không bị giới hạn bởi độ phân giải (kích thước của ô vuông nhỏ nhất) như trong quan niệm tổ chức dữ liệu dạng raster. Hình 5.9 Các dữ liệu vector dạng điểm, đường vùng trong tọa độ phẳng x, yPowerPoint Presentation: Ví dụ để lưu trữ dữ liệu biểu thị một vật thể hình tròn thì trong cấu trúc raster ta tạo mã code cho tập hợp những ô vuông sơ cấp nằm trong phạm vi hình tròn trong khi đối với cấu trúc dạng vector thì ta chỉ cần lưu trữ tọa độ điểm tâm vòng tròn và giá trị bán kính của hình tròn. Định nghĩa: Cấu trúc dữ liệu vector là một cố gắng nhằm thể hiện chính xác các đối tượng trong thể giới thực lên bản đồ số bằng giá trị liên tục của các cặp toạ độ và xác định chính xác mối quan hệ không gian của các đối tượng . Ưu điểm của cấu trúc dữ liệu vector: + Tiết kiệm bộ nhớ. + Dễ biểu diễn các quan hệ không gian. + Thích hợp với phân tích mạng. + Dễ tạo đồ họa đẹp, chính xác. Nhược điểm của cấu trúc dữ liệu vector + Cấu trúc phức tạp. + Khó chồng ghép. + Khó biểu diễn không gian liên tục.PowerPoint Presentation: Các thực thể vector Cấu trúc vector coi vật thể tự nhiên là tập hợp các thực thể không gian cơ sở (điểm, đường và vùng) và tổ hợp giữa các thực thể này. Các thực thể sơ cấp này được thành lập trên cơ sở các cặp tọa độ của các điểm trong một hệ tọa độ nhất định. - Thực thể điểm (point entity) là các thực thể địa lý được xác định bởi một cặp toạ độ (x, y) duy nhất. Ngoài ra thì các dữ liệu mô tả điểm đó như ký hiệu, tên gọi, v.v.cũng được lưu trữ cùng với cặp tọa độ. - Thực thể đường (line entity) được định nghĩa như là tập hợp các thực thể địa lý được xác định bằng những đoạn thẳng có ít nhất hai hay nhiều cặp tọa độ (Xi,Yi). Thực thể vùng (polygon entity, region or area): Vùng là một đối tượng hình học 2 chiều. Vùng được xác định bằng một chuỗi các cặp tọa độ liên tục với tọa độ điểm đầu và điểm cuối trùng nhauPowerPoint Presentation: Mô hình CSDL vector Đối với dữ liệu vector, có ba loại cấu trúc được sử dụng phổ biến: Cấu trúc toàn vùng, cấu trúc spaghetti, cấu trúc topology - Cấu trúc toàn vùng + Đây là dạng cấu trúc trong đó mỗi lớp của cơ sở dữ liệu được chia thành một nhóm vùng. Mỗi vùng được mã hóa thành trật tự các vị trí hình thành đường biên của vùng khép kín theo một hệ trục tọa độ nào đó. Mỗi đoạn thẳng xác định vùng đều được ghi lại hai lần. Ưu điểm của cấu trúc này là rõ ràng, dễ quản lý. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là cồng kềnh, khó cập nhật và chỉnh sửa dữ liệu. + Trong cấu trúc toàn đa giác thì các đoạn xác định đa giác được lưu lại hai ần trong cơ sở dữ liệu; các điểm tạo nên đa giác sẽ được lưu nhiều lần do đó việc cập nhật, sửa đổi dữ liệu trong tổ chức dữ liệu không gian loại này là rất khó khăn.PowerPoint Presentation: Hình 5.10. Cấu trúc toàn vùngPowerPoint Presentation: Cấu trúc dữ liệu Spaghetti - Đây là dạng cấu trúc sơ đẳng của dữ liệu vector trong đó mỗi đối tượng địa lý được mô tả bằng các thực thể hình học độc lập được biểu diễn bằng tọa độ hoặc bằng các phương trình tham số (đường thẳng, đường cong, đường tròn…). - Dữ liệu spaghetti thường được tạo ra từ việc số hóa thủ công các bản đồ trong đó ranh giới chung của các đa giác bị lặp lại do phải số hóa hai lần, dẫn đến dư thừa dữ liệu, tốn bộ nhớ và các cung có thể vắt qua nhưng không hề cắt nhau. Như vậy, dữ liệu spaghetti là một tập hợp các điểm và đường không có kết nối. Việc lưu trữ và tìm kiếm dữ liệu này là tuần tự và rất mất thời gian. - Cấu trúc này rất hữu hiệu đối với công việc thiết kế và trình bày đồ họa song lại rất hạn chế đối với việc nghiên cứu các quan hệ giữa các đối tượng địa lý vì mỗi đối tượng độc lập với các đối tượng láng giềng.PowerPoint Presentation: Hình 5.11. Cấu trúc SpaghettiPowerPoint Presentation: Cấu trúc dữ liệu Topology - Trong GIS, topology được dùng để ghi lại và xử lý các mối quan hệ không gian giữa các đối tượng địa lý. - Một số thuật ngữ liên quan đến topology là nút, cung và vùng; trong đó nút là điểm đầu và điểm cuối của một cung và là điểm giao nhau của hai hay nhiều cung; cung là tập hợp các điểm kết nối với nhau và mỗi cung có một điểm đầu và điểm kết thúc; vùng là một đa giác khép kín được tạo thành bởi các cung. - Trong các bản đồ số, các mối quan hệ không gian giữa các đối tượng được mô tả bằng cách sử dụng topology. Topology giúp xác lập rõ ràng các mối quan hệ không gian giữa các đối tượng độc lập với tọa độ của chúng.PowerPoint Presentation: Hình 5.12. Cấu trúc TopologyPowerPoint Presentation: Có ba kiểu topology chủ yếu là topology cung - nút, vung - cung và trái - phải. + Các cung kết nối với nhau tại các nút (cung - nút) dùng để nhận biết mối liên kết giữa các đường. + Các cung kết nối xung quanh để định nghĩa một vùng (vùng - cung) dùng để xác định một vùng. + Các cung có hướng và kề cận trái, phải (trái - phải) dùng để nhận biết các vùng kề cận nhau. Hình 5.13. Ví dụ về topology cung-nút Topology cung - nút: Các điểm có tọa độ (x,y) nằm dọc theo các cung sẽ xác định hình dạng của cung đó. Các điểm cuối của cung được gọi là các nút. Mỗi cung có hai nút: nút đi và nút đến. Các cung chỉ có thể nối với nhau tại các nút. Bằng cách đó, tất cả các cung gặp nhau tại một nút ta có thể biết được những cung nào được nối với nhau.PowerPoint Presentation: Topology vùng – cung: Các vùng được biểu diễn bằng một dãy tọa độ (x,y) liên kết bao quanh một miền đồng nhất; một số hệ GIS lưu trữ theo khuôn dạng này. Hình 5.14. Ví dụ về Topology vùng –cungPowerPoint Presentation: Topology trái - phải Bởi vì tất cả mọi cung đều có hướng (một nút đi và một nút đến) nên trong GIS sẽ lưu lại danh sách các vùng ở kề trái hoặc kề phải của một cung. Vì vậy, các vùng có chung một cung sẽ nằm kề nhau. Hình 5.15. Ví dụ về topology trái-phảiPowerPoint Presentation: Bên cạnh các ưu điểm đã nêu trên, mô hình dữ liệu topology còn có một số nhược điểm như thời gian tính toán để nhận biết tất cả các nút lâu, dễ phát sinh lỗi liên quan đến việc khép kín các đa giác và tạo nút trong các mạng phức tạp và mỗi khi đưa dữ liệu mới vào, cập nhật dữ liệu. Các nút mới phải được tính toán và cập nhật các bảng topology mặc dù là trong các vector GIS thường có sẵn các chương trình để xây dựng và cập nhật topology.PowerPoint Presentation: So sánh mô hình dữ liệu Raster và Vector Bảng 5.2 So sánh mô hình dữ liệu dạng vector và rasterPowerPoint Presentation: Mô hình số hoá độ cao Khái niệm: Mô hình số hoá độ cao là sự thể hiện bằng số của độ cao, nó có thể là giá trị tương đối hay tuyệt đối của bề mặt thể hiện. Các đối tượng thể hiện thường là bề mặt trái đất, các tầng đất, các mực nước... Mô hình số hoá độ cao được thể hiện ở 2 dạng chính là: - Mô hình DEM (digital evaluation model) ----------Raster - Mô hình TIN (triangle irregular network)-----------Vector Các cách biểu diễn số liệu độ cao: + Biểu diễn độ cao trong cấu trúc Raster (DEM): Trong cấu trúc raster dữ liệu được chia thành các ô, mỗi một ô mang 1 giá trị độ cao, theo đó thể hiện các mầu sắc khác nhau theo sự biến đổi độ cao trên bản đồ. Ngược lại, người ta cũng có thể dựa vào mầu sắc để có thể giải đoán ra độ cao thông qua lấy mẫu và nội suy. Bảng 5.3. Mô hình số hóa độ cao ở dạng RasterPowerPoint Presentation: + Biểu dữ độ cao trong cấu trúc Vector (TIN): Cách thông thường trong biểu diễn độ cao của cấu trúc Vector là biểu diễn thông qua mang lưới tam giác không đều hay còn gọi là mô hình TIN. Hình 5.16. Mô hình TIN Trong thực tế, mô hình DEM thường được sử dụng hơn, vì theo phương pháp này có thể lập nhanh bản đồ độ cao thông qua ảnh viễn thám, mặt khác sự biến động về độ cao trong không gian là rất lớn, việc thu thập các số liệu và thể hiện độ cao thông TIN sẽ tốn kém hơn rất nhiều.PowerPoint Presentation: Các phương pháp xây dựng mô hình số hoá độ cao - Xây dựng mô hình số hoá độ cao từ hai nguồn dữ liệu khác nhau là bản đồ địa hình và cặp ảnh lập thể: Hình 5.17. Các phương pháp xây dựng mô hình số hóa độ caoPowerPoint Presentation: Hình 5.18. Các loại bản đồ sản phẩm trong mô hình số hóa độ caoPowerPoint Presentation: - Phương pháp chụp ảnh lập thể Phương pháp này dùng một dụng cụ chụp ảnh chuyên dùng để chụp một số lượng lớn điểm mẫu với các giá trị X, Y, Z từ các ảnh lập thể hay viễn thám; sau đó các điểm được nội suy thành các ô vuông đồng nhất (grid). Phương pháp này tốn thờigian và đòi hỏi kỹ thuật chụp ảnh cao và số điểm kiểm soát phải nhiều nên ít khi được áp dụng. - Phương pháp nội suy các đường đồng mức Đây là phương pháp tiêu chuẩn để xây dựng DEM trong môi trường GIS. Đối vớimột khu vực, một sô thông tin về địa hình có sẵn, việc xây dựng một DEM từ các đường đồng mức phải qua một số bước sau : + Bước 1: Số hóa các đường đồng mức, + Bước 2 : Raster hóa các đường đồng mức: + Bước 3: Nội suy các đường đồng mức đã được raster hóa + Bước 4 : Xây dựng mô hình TINPowerPoint Presentation: Hình 5.19. Quá trình nội suy đường đồng mứcPowerPoint Presentation: - Bước 1: Số hóa các đường đồng mức, có thể thực hiện qua một trong hai cách sau: - Số hóa tự động quét ảnh (scanning): chuyển các thông tin từ ảnh chụp hay bản đồ sang dạng tệp tin raster. Để có kết quả tốt, bản đồ đường đồng mức không nên kèm các thông tin khác. Sau đó bản đồ được chuyển sang dạng vector bằng các phần mềm chuyên dụng nhưng mỗi đường đồng mức phải được gán mã bằng tay. Nếu ảnh nguồn không rõ ràng thì phương pháp này tốn công hơn việc số hóa bằng bàn số hóa (digitizing) - Số hóa bằng thủ công : Dùng bàn số hóa để số hóa các đường đồng mức vẫn được coi là phương pháp tiêu chuẩn để xây dựng một DEM. Mỗi đường đồng mức được số hóa riêng lẻ và được gán mã thể hiện độ cao tương ứng. .PowerPoint Presentation: - Bước 2 : Raster hóa các đường đồng mức: được thực hiện bởi các chức năng rasterizing của các phần mềm chuyên dụng. Vấn đề quan trọng ở đây là việc chọn kích thước của các pixel mà các đường đồng mức chạy qua được tự động gán giá trị bằng độ cao của chính đường đồng mưc đó. - Bước 3: Nội suy các đường đồng mức đã được raster hóa: Từ các đường bình độ chuẩn được raster hóa có thể nội suy ra các đường đồng mức khác, do vậy mỗi pixel trong bản đồ sẽ nhận giá trị cho điểm trung tâm của pixel. - Bước 4 . Xây dựng mô hình TINPowerPoint Presentation: Các sản phẩm ứng dụng DEM Sự cần thiết của DEM Mô hình số độ cao có vô vàn ứng dụng trong thực tiễn, đặc biệt phổ biến là những ứng dụng sau: - Lưu trữ dữ liệu bản đồ số địa hình trong các cơ sở dữ liệu (CSDL) quốc gia. - Giải quyết tính toán đào đắp đất trong thiết kế đường và các dự án kỹ thuật khác. - Biểu thị ba chiều trực quan điều kiện địa hình có mục đích quân sự (thiết kế hệ thống đạn đạo, huấn luyện phi công) và cho mục đích thiết kế và quy hoạch cảnh quan (kiến trúc cảnh quan). - Phân tích tầm quan sát xuyên địa hình (tương tự dùng cho mục đích quân sự và thiết kế cảnh quan). - Thiết kế xác định vị trí cho đường giao thông và cho đập nước. - Phân tích thống kê và so sánh các loại địa hình.PowerPoint Presentation: Các sản phẩm ứng dụng DEM - Tính toán và thành lập bản đồ độ dốc, bản đồ hướng dốc, bản đồ hình dạng mái dốc để từ đó thành lập ảnh địa hình trực quan có hình bóng (ứng dụng trong nghiên cứu tầng địa chất hay dự báo khả năng xói mòn đất và dòng chảy mặt). - Sử dụng làm bản đồ nền hay bản đồ tích hợp với các bản đồ chuyên dụng như bản đồ loại đất, loại sử dụng đất hay thảm thực vật. - Sử dụng như là dữ liệu vào cho các mô hình mô phỏng cảnh quan và các quá trình tự nhiên liên quan đến cảnh quan môi trường. - Khi thay thế độ cao bằng một trong các thông số thuộc tính khác thì DEM có thể biểu thị trực quan dạng mặt cong cho vấn đề quãng thời gian hành trình, giá thành, dân số, mức độ ô nhiễm, mực nước ngầm, v.v.PowerPoint Presentation: Hình 5.20 Ứng dụng DEM để biểu thị địa hìnhPowerPoint Presentation: Hình 5.21 Hình ảnh tô bóng của bản đồ địa hình vùng núi đáPowerPoint Presentation: Hình 5.22 Bản đồ địa hình sử dụng mô hình DEMPowerPoint Presentation: Hình 5.23 Biểu đồ khối biểu thị sự biến động của độ cao địa hìnhPowerPoint Presentation: Cơ sở dữ liệu phi không gian (thuộc tính) - Cơ sở dữ liệu phi không gian bao gồm các file dữ liệu mô tả các đối tượng địa lý. Các dữ liệu thuộc tính cũng phải được cấu trúc sao cho dễ quản lý và khai thác - Trong GIS, cơ sở dữ liệu thuộc tính thường bao gồm một số lớn các file. Các file dữ liệu thường được tổ chức theo ba kiểu cấu trúc sau: Phân cấp, mạng và quan hệ, trong đó, kiểu quan hệ được dùng phổ biến nhất và được coi là hiệu quả nhất.PowerPoint Presentation: *Hệ quản lý cơ sở dữ liệu phân cấp - Trong hệ này, dữ liệu được phân loại theo một đẳng cấp được thiết lập rõ ràng. Cấu trúc này rất đơn giản, phù hợp cho một số kiểu quản lý, đặc biệt nếu biết trước các câu hỏi đặt ra. Song, nó bị hạn chế khi các dữ liệu không đồng nhất. Hiện mô hình này vẫn còn được sử dụng trên máy tính lớn và máy mini. Cấu trúc dữ liệu phân cấp có ưu điểm cơ bản là dễ hiểu và dễ cập nhật, tuy nhiên cũng có nhược điểm là khó tìm kiếm thông tin theo thuộc tính. - Trong mô hình phân cấp, dữ liệu được tổ chức theo cấu trúc cây. Tổ chức phân cấp xác định quan hệ giữa các thực thể và mã hóa chúng trong các bản ghi dữ liệu. Đỉnh của cây phân cấp gọi là gốc của cây đựoc biểu diễn bởi một bản ghi dữ liệu có một hoặc nhiều trường. Hình 5.23. Cấu trúc câyPowerPoint Presentation: * Hệ quản lý cơ sở dữ liệu mạng - Mô hình mạng cung cấp các liên kết giữa các mục với nhau trong cơ sở dữ liệu. Cấu trúc này rất hiệu quả trong quản lý thông tin địa lý tuyến tính đặc biệt cho thiết lập topo mạng. Tuy nhiên, nó làm tăng tính phức tạp qua số con trỏ đưa vào giữa các cây. Cũng như mô hình phân cấp, hiện mô hình mạng vẫn còn được sử dụng trên các máy tính lớn và máy mini. - Mô hình mạng khắc phục sự thiếu mềm dẻo của mô hình phân cấp trong tiến trình truy vấn. Trong mô hình mạng, mỗi thực thể có thể có nhiều cha hoặc nhiều con và không nhất thiết phải có thực thể gốc. Do đó, khả năng tìm kiếm tốt hơn nhờ cách truy vấn trực tiếp các bản ghi, không qua các thực thể trung gian. Hình 5.23. Mô hình mạngPowerPoint Presentation: * Hệ quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ Đa số các hệ quản trị cơ sở dữ liệu hiện nay được thiết kế dựa trên mô hình quan hệ. Trong hệ này, dữ liệu được sắp xếp theo các bảng hai chiều chứa các bản ghi và các mối liên hệ của chúng. Ưu điểm của hệ này là rất linh hoạt và có thể trả lời mọi loại câu hỏi đặt ra bằng các toán tử logic hay các phép toán + - * /. Hình 5.24. Cơ sở dữ liệu quan hệPowerPoint Presentation: * So sánh mô hình quan hệ so với mô hình phân cấp và mô hình mạng - Ưu điểm + Mô hình quan hệ mềm dẻo hơn các mô hình khác, cách biểu diễn dữ liệu trong bảng quan hệ tạo điều kiện xử lý dễ dàng. + Mô hình quan hệ có cơ sở toán học chặt chẽ cho phép áp dụng rộng rãi các công cụ đại số và logic. + Tổ chức của mô hình quan hệ dễ hiểu. + Một cách tổng quát, với cùng một cơ sở dữ liệu, biểu diễn theo mô hình quan hệ ít bị dư thừa như các mô hình khác. + Mô hình quan hệ dễ đảm bảo tính an toàn dữ liệu vì có thể đặt mật khẩu truy nhập ở nhiều mức: mức quan hệ, mức thuộc tính, mức bộ, mức thuộc tinh - bộ. - Nhược điểm của mô hình quan hệ: + Mô hình quan hệ khó cài đặt hơn so với các mô hình khác. + Hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ có khuynh hướng thao tác chậm hơn các hệ thống phân cấp hay hệ thống mạng.PowerPoint Presentation: * Kết nối CSDL không gian và thuộc tính Thế mạnh của GIS là khả năng liên kết giữa các dữ liệu không gian và dữ liệu mô tả. Có ba đặc điểm đáng ghi nhớ của phép kết nối là: - Mối quan hệ một - một giữa các đối tượng trên bản đồ và các bản ghi trong bảng thuộc tính đối tượng. - Mối liên kết giữa đối tượng và bản ghi được duy trì thông qua khóa chung được gán cho mỗi đối tượng. Đối với các vùng khóa thì được gán bởi điểm nhãn của vùng đó. - Khóa được lưu trữ vật lý vào hai nơi: trong các file chứa cặp tọa độ x,y và các bản ghi tương ứng trong bảng dữ liệu thuộc tính đối tượng.PowerPoint Presentation: THU THẬP VÀ TIỀN XỬ LÝ DỮ LIỆU Khái quát Các dữ liệu thu thập để sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý thường là: - Dưới dạng số như bản đồ số hoá, CSDL, bảng tính, ảnh vệ tinh… Các ấn phẩm ghi số hoá như bản đồ giấy, ảnh chụp, các bản vẽ khác trên giấy… - Tổng hợp từ các báo cáo khoa học. - Dữ liệu trắc địa.PowerPoint Presentation: Các phương pháp thu thập dữ liệu có thể được phân chia thành hai loại chính . - Thứ nhất là phương pháp thu thập dữ liệu từ chính các đối tượng - Trắc địa mặt đất - Phương pháp định vị bằng vệ tinh (GPS) - Chụp ảnh bằng máy bay hay vệ tinh. Phương pháp này thường cho kết quả chính xác nhất, nhưng chí phí cũng tốn kém nhất. - Thứ hai là phương pháp thu thập dữ liệu từ các nguồn số hoá hay tương tự có sẵn. - Số hoá bằng tay các bản đồ giấy - Số hoá tự động bản đồ giấy bằng máy quét (scanner) - Sử dụng các CSDL bản đồ số hoá có sẵn. Phương pháp này cho dữ liệu ít chính xác hơn phương pháp trên, nhưng đòi hỏi chi phí thấp hơn.PowerPoint Presentation: * Các phương pháp nhập dữ liệu địa lý Đo đạc mặt đất - Viễn thám - Hệ thống định vị toàn cầu * Các phương pháp nhập dữ liệu bản đồ - Tìm kiếm bản đồ phù hợp - Số hóa bản đồPowerPoint Presentation: + Phương pháp trắc địa được thực hiện để thu thập dữ liệu tôpô tỷ lệ lớn, ví dụ như đo vẽ địa hình, ruộng đất. + Các ứng dụng của phương pháp này đòi hỏi hệ thống tham chiếu địa lý, mạng điểm điều khiển trắc địa. + Kết quả trắc địa là dữ liệu vectơ hai hay ba chiều. + Độ chính xác của phương pháp này trong khoảng từ cm đến dm. - Đo đạc mặt đất - Viễn thám + Dữ liệu tương tự: là dữ liệu dưới dạng bản cứng, gồm các bản in trên giấy,phim, các âm bản đen trắng hay màu ở tỷ lệ khác nhau. Dữ liệu tương tự có thể đọc và giải đoán bằng mắt thường. - Dữ liệu số: là dữ liệu dưới dạng bản mềm được lưu trữ trong các môi trường tương thích như băng, đĩa từ, đĩa quang. Dữ liệu dạng này không thể đọc và giải đoán bằng mắt thường mà cần đến phần cứng, phần mềm chuyên dụng hợp thành một hệ thống xử lý ảnh số.PowerPoint Presentation: Hình 5.25. Thu thập dữ liệu từ viễn thámPowerPoint Presentation: Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, có nhiều phần mềm xử lý ảnh số do các hãng khác nhau sản xuất và tiếp thị như DIDACTIM, ERDAS, EASI/PACE,IDRISI, ILWIS,ENVI… Mỗi phần mềm đều có những điểm mạnh và điểm yếu riêng của nó do vậy việc lựa chọn và sử dụng tổng hợp các phần mềm sẵn có là một vấn đề cần được xem xét kỹ trong công tác xử lý ảnh số.PowerPoint Presentation: Hệ thống định vị toàn cầu: GPS - Có ba hệ thống định vị toàn cầu được sử dụng. Bộ quốc phòng Mỹ đang sử dụng hệ thống NAVSTAR cho cả mục đích quân sự và dân sự. Một hệ thống của Nga có tên gọi là GLONASS cũng đang tồn tại nhưng ít được sử dụng, chủ yếu là sử dụng vào thời Liên Xô cũ. Hệ thống thứ ba có tên là GALILEO đang được nghiên cứu cho mục đích phi quân sự và được thiết kế và xây dựng bởi các chính phủ thuộc liên minh Châu Âu và các tập đoàn công nghiệp. - Máy thu GPS hiển thị vị trí bằng chữ và số của lưới tọa độ chọn trước. - Khi sử dụng GPS ta có dữ liệu vectơ 2D hay 3D. Các dữ liệu này dựa trên hệ tọa độ tâm Trái đất WGS84 ( World Geodetic System 1984 ).PowerPoint Presentation: * Các phương pháp nhập dữ liệu bản đồ - Tìm kiếm bản đồ phù hợp Lựa chọn bản đồ đầu vào là rất quan trọng, nó liên quan trực tiếp đến kết quả của sản phẩm đầu ra. Do vậy, với các mục đích khác nhau, mức độ chi tiết khác nhau mà các bản đồ đầu vào khác nhau có thể được chấp nhân. Tính phù hợp được thể hiện thông qua nội dung, tỷ lệ, hình thức tồn tại của bản đồ đầu vào...PowerPoint Presentation: - Số hóa bản đồ Số hóa bản đồ giấy bằng bàn số hóa ( digitizer ) hay nhập bản đồ giấy bằng máy quét ( Scanner ) là phương pháp thường được sử dụng. Số hóa bằng bàn số hóa là tiến trình ghi lại vị trí của trình tự các điểm đặc trưng dọc theo đường trên bản đồ. Phương pháp này cho kết quả dưới dạng bản đồ vectơ 2D. Kết quả nhập bản đồ bằng máy quét là số liệu raster. + Sử dụng tệp dữ liệu bản đồ có sẵn Các tệp đường biên có sẵn trên thị trường có khả năng sử dụng cho nhiều ứng dụng GIS. Chúng có thể là mô tả hình học dưới dạng số của các đơn vị hành chính. Điều quan trọng là các dữ liệu có sẵn này phù hợp với một loại phần mềm GIS nào đó, thì phải được lưu trữ trên đĩa dưới chuẩn chung để người mua có thể sử dụng được. + Tích hợp dữ liệu bản đồ số từ nhiều nguồn khác nhau: Khi nhập một bản đồ vào nhiều thời điểm khác nhau hay sử dụng các hệ thống tọa độ khác nhau thường xảy ra hiện tượng biến dạng cạnh sườn. Các đối tượng như đường quốc lộ, đường ống hay các đặc trưng tôpô trải ra từ tấm bản đồ này đến tấm bản đồ khác thường mất tính liên tục hay không đều. Để loại bỏ lỗi này ta phải sửa đổi vùng giáp ranh các tờ bản đồ.PowerPoint Presentation: CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU * Biến đổi vectơ sang raster - Đây là phương pháp chủ yếu để tạo ra bản đồ Raster, bản đồ đầu vào được số hoá ở dạng vestor. Sau đó được kiểm tra và chuyển sang dạng Raster bằng chức năng Raster hoá của hệ thống. + Đối với điểm và đường các pixel chứa chúng sẽ gán mã của chúng ở bản đồ Raster. + Đối với đa giác chương trình sẽ xem xét đơn vị nào chiếm phần lớn diện tíchcủa pixel sẽ gán mã cho đối tượng đó. - Độ chính xác của quá trình Raster hoá sẽ phụ thuộc vào kích thước pixel, kích thước pixel nhỏ thì độ chi tiết, độ chính xác của bản đồ tăng. Nhưng mức độ tổng quát hoá thấp hoặc ngược lại kích thước pixel lơn mức độ khái quát hoá cao nhưng mức độ chính xác và chi tiết giảm.PowerPoint Presentation: - Nhiệm vụ biến đổi vectơ sang raster là tìm tập pixel trong không gian raster trùng khớp với vị trí của điểm, đường, đường cong hay đa giác trong biểu diễn vectơ. Tổng quát, tiến trình biến đổi là tiến trình cấp xỉ vì với vùng không gian cho trước thì mô hình raster sẽ chỉ có khả năng địa chỉ hóa các vị trí có tọa độ nguyên. Trong mô hìnhvectơ, độ chính xác của điểm cuối vectơ được giới hạn bởi mật độ hệ thống tọa độ bản đồ, còn vị trí khác của đoạn thẳng được xác định bởi hàm toán học. Hình 5.26 . Raster hóa đường, đa giácPowerPoint Presentation: * Biến đổi raster sang vectơ CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU - Quá trình này được thực hiện bởi chức năng Vector hoá của GIS. Các đối tượng điểm, đường hay vùng được mô tả bằng các ô raster được chuyển đổi thành các cấu trúc và tọa độ dữ liệu vector tương ứng. Hình 5.27. Vector hóa đườngPowerPoint Presentation: - Đối với ảnh mầu hoặc ảnh grey tone , các phần mềm máy tính có thể khoanh được ranh giới giữa các vùng khác nhau về màu hoặc grey tone. Sau đó gán mã cho các đơn vị khác nhau của bản đồ. Để thực hiện tốt việc gán mã này bản đồ gốc cần đảm bảo các yêu cầu sau: + Chất lượng mầu, grey tone cần được đảm bảo để có độ tương phản giữa cácmầu và các tone giúp cho chương trình có thể biết được sự thay đổi mầu và tone của các đơn vị bản đồ khác nhau. + Bản đồ gốc không nên có các đường ranh giới giữa các đơn vị bản đồ. - Đối với ảnh Binary chương trình vector hoá sẽ lần theo các pixel mầu đen trong bản đồ và các pixel mầu đen sẽ được nối với nhau tạo thành các đường. Có thể nối các pixel lại với nhau theo 2 phương pháp. +Phương pháp ghép nối 4: Chương trình chỉ nối các pixel theo chiều nằm ngang hoặc thẳng đứng. +Phương pháp nối 8: Chương trình nối các ô mầu đen theo cả 8 hướng, phương pháp nối 8 thể hiện đối tượng đầy đủ nhất.PowerPoint Presentation: So sánh và lựa chọn phương pháp nhập dữ liệu - Có thể so sánh, đánh giá các phương pháp nhập dữ liệu khác nhau trên cơ sở phân tích các yếu tố sau: + Thời lượng cần để chuẩn bị dữ liệu. + Thời lượng cần để vào dữ liệu. + Độ chính xác của dữ liệu và ảnh hưởng của nó đến các quá trình biên tập và xử lý dữ liệu như thế nào. - Khi lựa chọn phương pháp nhập dữ liệu, cần xem xét các điểm sau: · Phần cứng và phần mềm có sẵn. · Kính nghiệm của các thao tác viên. · Loại tài liệu gốc. · Chất lượng dữ liệu cần nhập. · Số lượng dữ liệu cần nhập. · Mật độ dữ liệu. · Yêu cầu về độ chính xác. · Mục đích sử dụng dữ liệu. · Thời gian cho phép đối với việc nhập dữ liệu. · Kinh phí cho phép đối với việc nhập dữ liệu.PowerPoint Presentation: QUẢN LÝ DỮ LIỆU Nguyên tắc quản lý dữ liệu + Các dữ liệu bản đồ được quản lý theo hệ thống chồng ghép lớp và dễ dàng truy cập từ bất kỳ các lớp logic nào cùng với các topology của chúng; + Các phương pháp truy cập dữ liệu gắn liền với hệ thống tổ chức quản lý chúng; + Cơ sở dữ liệu tập trung và cơ sở dữ liệu phân tán của GIS; + Các chuẩn dữ liệu và bảo trì, nâng cấp; + Sự liên kết giữa các thành phần trong cơ sở dữ liệu và với các hệ thống khác; + Bảo mật thông tin và quyền truy cập vào hệ thống cơ sở dữ liệu; + Tính đa nhiệm của cơ sở dữ liệu trong GIS.PowerPoint Presentation: Các yếu tố ảnh hưởng đến việc quản lý dữ liệu + Môi trường lưu trữ dữ liệu, + Cấu trúc dữ liệu. Cho đến nay, trong công nghệ thông tin nói chung và công nghệ GIS nói riêng, dữ liệu số thường được lưu trữ trong các môi trường như: đĩa CD, đĩa mềm, ổ cứng…PowerPoint Presentation: Quản lý dữ liệu không gian - Trong GIS, các dữ liệu được quản lý thao các lớp chuyên đề. Trong mỗi lớp chuyên đề, chỉ lưu trữ các thông tin về một chuyên đề nhất định như đất, địa giới, sông, đường giao thông,… - Các lớp dữ liệu như đất, nước, giao thông,… được tập hợp lại thành các lớp phủ và được tổ chức như một mảnh bản đồ. Các lớp thông tin trên còn là các lớp thông tin chuyên đề; trên một vùng lãnh thổ, chúng được thể hiện như các lớp phủ theo phương thẳng đứng. Do vậy, cần thiết phải có một hệ tọa độ để có thể chồng xếp các lớp thông tin đó lên nhau, phủ vùng lãnh thổ chúng thể hiện. - Dữ liệu không gian có thể được biến đổi qua lại giữa mô hình dữ liệu Raster và Vector. Sự chuyển đổi này là cần thiết trong việc quản lý dữ liệu không gian GIS khi chúng được lưu trữ trong những mô hình dữ liệu khác nhauPowerPoint Presentation: Quản lý dữ liệu thuộc tính - Trong GIS, các dữ liệu thuộc tính thường được lưu trữ dưới dạng bảng do vậy thường được gọi là dữ liệu bảng. Trong các bảng thuộc tính, mỗi dòng trong bảng biểu diễn một đối tượng và mỗi cột là một thuộc tính. Dữ liệu thuộc tính có thể được quản lý bằng các hệ cơ sở dữ liệu phân cấp, mạng hoặc quan hệ. - Cần có biện pháp an toàn chống lại các sai sót đó; cụ thể là cần sao lưu dữ liệu thường kỳ các file dữ liệu, hàng ngày sao lưu các thay đổi cơ sở dữ liệu từ các đĩa lên băng, hàng tuần sao lưu toàn bộ cơ sở dữ liệu. Các đĩa sao lưu cần để ở những có điều kiện thích hợp, những nơi chịu lửa và không để cùng với dữ liệu gốc.PowerPoint Presentation: - Phân tích dữ liệu là rút ra những thông tin và kết luận từ việc nghiên cứu dữ liệu và là công việc của mỗi ngành nghề, mỗi nhà chuyên môn khi ứng dụng GIS. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU - Phân tích dữ liệu không gian bao gồm việc sử dụng các phép toán để sắp xếp các dữ liệu đó cũng như các dữ liệu thuộc tính có liên quan. Hình 5.28. Phép phân tích không gian có số lượng lớn các phép toán và hàm không gianPowerPoint Presentation: Phân tích dữ liệu bằng GIS có thể được xếp thành ba nhóm : + Hỏi đáp cơ sở dữ liệu là đơn thuần lấy ra thông tin có sẵn trong cơ sở dữ liệu. + Lập bản đồ phát sinh là quá trình tạo ra các lớp dữ liệu mới từ các lớp dữ liệu cũ bằng cách lấy thông tin có sẵn và thêm vào đó thông tin mới là sự hiểu biết về mối quan hệ giữa các yếu tố cơ sở dữ liệu. Ví dụ như ta có thể tạo ra bản đồ nguy cơ xói mòn đất từ bản đồ đất, bản đồ độ cao địa hình và bản đồ chế độ lượng mưa nếu ta biết quan hệ giữa các nhân tố đó. + Mô hình hóa quá trình là một lĩnh vực mới của GIS dựa trên khái niệm là cơ sở dữ liệu không chỉ biểu diễn môi trường thực mà chính nó cũng là một môi trường, do đó, cơ sở dữ liệu GIS đóng vai trò như một phòng thí nghiệm để tìm hiểu các quá trình.PowerPoint Presentation: CÁC PHÉP PHÂN TÍCH DỮ LIỆU CƠ BẢN - Lựa chọn và phân loại - Phân lập - Tạo vùng đệm (buffer) - Chồng ghép - Phân tích mạng - Tính diện tích (Area Calculation)PowerPoint Presentation: Lựa chọn và phân loại * Lựa chọn: - Đại số tập hợp Hình 5.28. Lựa chọn bằng các biểu thức đại sốPowerPoint Presentation: - Đại số logic Đại số logic sử dụng điều kiện OR, AND, NOT và NOR để lựa chọn đối tượng. Hình 5.29. Minh họa các khai báo logicPowerPoint Presentation: * Phân loại - Phép phân loại còn được biết đến như là việc phân loại lại hay ghi lại với mục đích phân chia các đối tượng địa lý dựa vào một hay nhiều điều kiện nào đó. - Phép phân loại có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Một trong những mục đích phổ biến đó là nhóm gộp các đối tượng để hiển thị hay xuất bản các bản đồ. Các đối tượng này thường có một thuộc tính chung và mục đích cần đạt được là hiển thị chúng theo một màu sắc hay biểu tượng thống nhất, Hình 5.30. Kết quả phân loại theo diện tích đấtPowerPoint Presentation: Phân lập - Hàm phân lập có mục đích chính là nhóm gộp các đối tượng, đặc điểm nào đó trong phạm vi một lớp dữ liệu. Các đối tượng vùng liền kề nhau trong lớp dữ liệu được phân lập thường có các giá trị giống nhau của một thuộc tính nào đó. Ví dụ, một lớp dữ liệu đất ngập nước có thể được tạo thành từ các đối tượng vùng của một vài lớp phụ như đất ngập nước nhiều cây gỗ, đất ngập nước cây cỏ hay vùng nước trống. Nếu một phép phân tích đòi hỏi chúng ta phải nhận dạng chỉ những khu vực có đất của vùng đất ngập nước thì điều chúng ta mong muốn làm được đó là phân lập tất cả các đường ranh giới giữa các loại vùng đất ngập nước phân bố lân cận nhau, sau đó chỉ quan tâm đến các đường ranh giới giữa vùng có đất và vùng nước trống. - Phép phân lập có ưu điểm là xóa bỏ được các dữ liệu địa lý hay dữ liệu bảng biểu không cần thiết, qua đó, cải thiện tốc độ xử lý của máy tính, giảm thiểu lượng dữ liệu lưu trữ cũng như sự phức tạp của hệ thống.PowerPoint Presentation: Tạo vùng đệm (buffer) Vùng đệm là một vùng có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng một khoảng cách được xác định trước từ một hay nhiều đối tượng. Vùng đệm có thể được xác định cho đối tượng điểm,đường hay vùng và cho dữ liệu vector hay raster. Vùng đệm thường là các vùng bên ngoài đối tượng với một khoảng cách giới hạn cho trước. Vùng đệm thường được sử dụng phổ biến trong phân tích dữ liệu bởi lẽ rất nhiều phép phân tích không gian có liên quan đến giới hạn khoảng cách. Hình 5.31: Ví dụ vùng đệm được tạo ra từ đối tượng vùng vector và rasterPowerPoint Presentation: Chồng ghép - Chồng ghép chính là sự gộp chung dữ liệu không gian và thuộc tính của hai hay nhiều lớp dữ liệu Hình 5.32. Chồng ghép dữ liệu không gianPowerPoint Presentation: - Chồng ghép vector Trong GIS, người ta phân biệt ba loại chồng ghép vector sau: + Chồng ghép đa giác trên đa giác: Chồng ghép đa giác là một thao tác không gian trong đó một lớp chuyên đề chứa các đa giác được chồng ghép lên một lớp khác để hình thành một lớp chuyên đề mới với các đa giác mới. Mỗi đa giác mới là một đối tượng mới được biểu diễn bằng Một dòng trong bảng thuộc tính. Hình 5.33. Chồng ghép đa giácPowerPoint Presentation: - Chồng ghép điểm trên đa giác : Các đối tượng điểm cũng có thể được chồng ghép trên các đa giác. Các điểm sẽ được gán các thuộc tính của đa giác mà trên đó chúng được chồng lên. Các bảng thuộc tính sẽ được cập nhật sau khi tất cả các điểm được kết hợp với đa giác. - Chồng ghép đường trên đa giác : Các đối tượng đường cũng có thể được chồng ghép trên các đa giác để tạo ra một bộ các đường mới chứa các thuộc tính của các đường ban đầu và của các đa giác. Cũng như trong chồng ghép đa giác, các điểm cắt được tính toán, các nút và các liên kết được hình thành, topo được thiết lập và cuối cùng là các bảng thuộc tính được cập nhật.PowerPoint Presentation: Chồng ghép raster - Sau khi chồng ghép, các ô tổ hợp mới được hình thành với các thuộc tính bao gồm các thuộc tính từ các ô ban đầu. Và như vậy, một lớp chuyên đề mới được tạo ra. - Khác với chồng ghép vector, chồng ghép raster không tạo ra các đa giác nhỏ không mong muốn, bởi lẽ dữ liệu raster bao gồm các ô lưới kích thước bằng nhau. Hình 5.34. Sự kết hợp các ô trong chồng ghép rasterPowerPoint Presentation: - Trong chồng ghép raster, các thao tác số học (+, -, *, /) và một số thao tác logic (AND, OR,…) và thống kê có thể thực hiện được một cách trực tiếp trong quá trình chồng ghép các lớp dữ liệu raster. Ví dụ hai lớp chuyên đề A và B sau có thể được cộng, trừ, nhân, chia,… để tạo ra một lớp chuyên đề C mới thông qua các thao tác toán học hay logic. Hình 5.35. Thao tác chồng ghép toán học giữa hai lớp RasterPowerPoint Presentation: Phân tích mạng Mạng là tập hợp các đối tượng dạng tuyến kết nối với nhau. Những đường giao thông, đường cấp điện, cấp nước, thoát nước,… là những ví dụ về mạng; mạng được dùng để di chuyển nguồn từ vị trí này đến vị trí khác. Cơ sở của phép phân tích mạng là: + Các mạng có tính kết nối, liên tục. + Các quy tắc di chuyển trong mạng. + Các đơn vị đo lường. + Các tích tụ giá trị thuộc tính do di chuyển. + Các quy tắc vận dụng các giá trị thuộc tính. - Sự vận chuyển của nước và trầm tích trong một hệ thống sông có thể được dự báo thông qua mô hình mạng. Hay khi nhiều trận mưa lớn xuất hiện ở một khu vực, các tác động sinh ra do dòng chảy tăng lên có thể rất phức tạp; bằng cách dự báo chính xác lưu lượng nước chảy qua mạng sông suối, quy mô và vị trí của lũ lụt có thể được dự báo trước để chuẩn bị cho các hoạt động ứng cứu.PowerPoint Presentation: Tính diện tích (Area Calculation) - Phương pháp thủ công: + Đếm ô + Cân trọng lượng + Đo thước tỷ lệ - Phương pháp GIS: + Dữ liệu Vector: chia nhỏ bản đồ dưới dạng đa giác + Dữ liệu Raster: tính diện tích của 1 ô, sau đó nhân diện tích này với số lượng ô của bản đồPowerPoint Presentation: - Vị trí của đối tượng nghiên cứu: quản lý và cung cấp vị trí của các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách khác nhau như tên địa danh, mã, vị trí, toạ độ. - Điều kiện về thuộc tính của đối tượng: thông qua phân tích các dữ liệu không gian cung cấp các sự kiện tồn tại hoặc xảy ra tại một đỉem nhất định hoặc xác định các đối tượng thoả mãn các điều kiện đặt ra. - Xu hướng thay đổi của đối tượng: cung cấp hướng thay đổi của đối tượng thông qua phân tích các lãnh thổ trong vùng nghiên cứu theo thời gian. - Cấu trúc và thành phần có liên quan của đối tượng: cung cấp mức độ sai lệch của các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi sắp đặt chúng đã có từ các nguồn khác. - Các giải pháp tốt nhất để đáp ứng mục tiêu nghiên cứu - Các mô hình nhằm giả định các phương án khác nhauPowerPoint Presentation: QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ĐỊA LÝ Một quy trình phân tích địa lý có thể bao gồm các bước sau: Bước 1: Đặt vấn đề Bước 2: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích không gian Bước 3: Phân tích không gian Bước 4: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích thuộc tính Bước 5: Phân tích thuộc tính Bước 6: Đánh giá kết quả Bước 7: Xác định lại tiêu chuẩn phân tích và phân tích mới Bước 8: Trình bày các kết quả cuối cùngPowerPoint Presentation: Trong bước này cần phải xác định rõ mục đích và tiêu chuẩn phân tích. Các tiêu chuẩn lựa chọn có thể định tính hoặc định lượng hoặc cả hai và chúng có thể đề cập đến nhiều khía cạnh như kinh tế - xã hội, môi trường, thẩm mỹ,… Bước 1: Đặt vấn đề Bước 2: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích không gian + Cắt vùng nghiên cứu khỏi bản đồ lớn có sẵn trong cơ sở dữ liệu. + Ghép các mảnh bản đồ lại thành một bản đồ lớn thể hiện hết khu vực nghiên cứu. + Biến đổi đơn vị diện tích như từ sang ha… + Tái phân loại để giảm số loại sử dụng đất không cần thiết,… Với dữ liệu đã được chuẩn bị, bạn có thể bắt đầu tiến hành các thao tác không gian để kết nối các lớp dữ liệu. Chúng ta đặc biệt quan tâm đến vấn đề tạo cácvùng đệm xung quanh các đối tượng, thao tác trên các đối tượng không gian và tiến hành chồng ghép các vùng. Bước 3: Phân tích không gianPowerPoint Presentation: Bước 4: Chuẩn bị dữ liệu để phân tích thuộc tính Trước khi tiến hành phân tích dữ liệu bảng, chúng ta cần phải đảm bảo chắc chắn rằng bảng thuộc tính chứa đầy đủ các mục hay có sẵn các cột và dòng trống cần thiết để lưu trữ các dữ liệu mới sẽ được tạo ra khi phân tích. Bước 5: Phân tích thuộc tính Trên các dữ liệu thuộc tính có thể tiến hành các thao tác số học, logic và thống kê. Kết quả là tìm ra các đặc trưng thỏa mãn các tiêu chuẩn lựa chọn. Bước 6: Đánh giá kết quả Sau khi phân tích, ta tiến hành đánh giá kết quả phân tích về độ chính xác và nội dung. Câu hỏi đặt ra và cần trả lời là các kết quả phân tích có lý không? Có đáng tin cậy không? Các bản đồ đơn giản cùng với các bản báo cáo sẽ giúp cho bạn đánh giá được các kết quả. Sau khi chắc chắn hoàn thành quá trình phân tích một cách chính xác và các điều kiện đều hợp lý thì ta có thể đi xem xét và đối chiếu kết quả ở ngoài thực địa. Nếu các kết quả đó không thể chấp nhận được so với thực tế thì ta có thể sử dụng bước này để xác định được những gì cần thay đổi và nâng cấp cách phân tích của mình. Sau đó,thực hiện lại quá trình phân tích.PowerPoint Presentation: Cần xác định lại các tiêu chuẩn phân tích và tiến hành các phân tích mới trong trường hợp các kết quả phân tích không thể chấp nhận được hay còn có những hạn chế nhất định. GIS thực sự có ích trong vấn đề này bởi vì nó cho phép bạn dễ dàng thực hiện mới và bắt đầu ở bước thích hợp nào đó trong cả quá trình. Bước 7: Xác định lại tiêu chuẩn phân tích và phân tích mới Bước 8: Trình bày các kết quả cuối cùng Các kết quả phân tích địa lý thường được trình bày dưới dạng các bản đồ và các báo cáo. Nội dung của bước trình bày kết quả phân tích sẽ được đề cập chi tiết ở chương tiếp theo về hiển thị và xuất dữ liệu.PowerPoint Presentation: HIỂN THỊ VÀ XUẤT DỮ LIỆU Việc hiển thị và xuất dữ liệu bằng GIS được thực hiện với mục đích chính: + Kiểm tra và biên tập dữ liệu. + Phân tích dữ liệu. + Trình bày các kết quả phân tích và mô hình hóa để xem xét, lựa chọn và ra quyết định. Với sự trợ giúp của máy tính và các thiết bị ngoại vi, dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính thường được hiển thị và xuất ra dưới hai hình thức: bản mềm và bản cứng.PowerPoint Presentation: CHUẨN DỮ LIỆU VÀ CHẤT LƯỢNG DỮ LIỆU Vấn đề chuẩn dữ liệu Chất lượng dữ liệu địa lý thường được xem xét, đánh giá sau khi các quyết định không đúng được đưa ra và thường mất mát tài chính hay những đụng chạm đến con người đã xuất hiện. Nhà sản xuất thông tin địa lý phải chịu trách nhiệm khi sản phẩm của họ bị phát hiện có sai sót, được thiết kế dở hay được dùng theo cách và vì các mục đích không được các nhà thiết kế chủ định. Các yếu tố chất lượng dữ liệu - Độ chính xác về vị trí - Độ chính xác về thuộc tính - Độ chính xác về thời gian - Sự nhất quán logic - Sự đầy đủ và độ phân giải - Lịch sử dữ liệu - Việc sử dụng dữ liệuPowerPoint Presentation: CÁC NGUỒN SAI SÓT Sai sót là khó tránh khỏi trong quá trình sử dụng GIS và nó làm giảm chất lượng của dữ liệu GIS. Do đó, cần hiểu rõ các nguồn sai sót có thể để tìm cách hạn chế chúng đến mức tối đa. Nguồn sai sót độc lập với xử lý GIS Sai sót trong xử lý dữ liệu GIS Sai sót về phương phápPowerPoint Presentation: * Nguồn sai sót độc lập với xử lý GIS Thiết bị : Hệ thống viễn thám vệ tinh, Máy ảnh hàng Không, máy thu GPS, các thiết bị đo các giá trị thuộc tính khác nhau Sai sót trong quá trình lập bản đồ: Sai số trong tính toán và mạng lưới trắc địa, sự không chính xác của công cụ lập bản đồ, sự không chính xác trong vẽ bản đồ, biên tập dữ liệu (Tính toán, phóng to, thu nhỏ và vẽ lại) Sai sót do những thay đổi ở thực địa: Các đối tượng đã đăng ký thay đổi thuộc tính, các hiện tượng mới phát sinh - Sai sót do thiếu độ phủ hay độ phân giảiPowerPoint Presentation: * Sai sót trong xử lý dữ liệu GIS Nhập dữ liệu: Lỗi do số hóa (Lỗi thiết bị, Lỗi người thao tác), sự không chính xác trong khi vào dữ liệu thuộc tính (Lỗi do con người - thiếu các chương trình kiểm tra) Trữ dữ liệu: Độ chính xác số của máy tính không đủ, Lỗi của môi trường trữ Lỗi trong thao tác dữ liệu: Raster sang vector, Vector sang raster, tổng quát hóa và làm mỏng, kết hợp các lớp, chồng ghép, nội suy, phân tích các dữ liệu viễn thám và các dữ liệu khác - Lỗi trong trình bày dữ liệu: Lỗi thiết bị, lỗi của môi trường trình bàyPowerPoint Presentation: * Sai sót về phương pháp - Sai sót về các phương pháp dùng để thu thập dữ liệu - Mật độ quan trắc không đủ - Các lớp và các đối tượng xác định không tốt - Sự thiếu kinh nghiệm của người biên tập dữ liệu - Ranh giới không chắc chắn giữa các vùngPowerPoint Presentation: Kiểm tra và sử dụng dữ liệu Một số quy tắc sau có thể giúp kiểm tra và sử dụng đúng dữ liệu: - Dùng các chương trình kiểm tra để bảo đảm chất lượng. - Kiểm tra dữ liệu càng sớm càng tốt. - Kiểm tra dữ liệu ở nhiều giai đoạn thao tác dữ liệu. - Không xáo trộn các dữ liệu có độ chính xác cao và dữ liệu có độ chính xác thấp. - Hiểu biết bản chất của dữ liệu, dù nó là dữ liệu không gian hay phi không gian. - Có đầu óc phê phán trong mọi sử dụng dữ liệu. - Dùng các kết quả xử lý dữ liệu một cách thận trọng. - Nêu sự bất chính xác gắn với các kết quả và các phân tích.PowerPoint Presentation: GIS VÀ INTERNET - Các ứng dụng GIS trực tuyến thông thường bao gồm server (để lưu dữ liệu và ứng dụng), client (để sử dụng dữ liệu và ứng dụng) và mạng thông tin (để điều khiển luồng thông tin giữa client và server). - Khi hệ thống GIS trực tuyến hoạt động, một loạt các công việc sẽ được thực hiện, bao gồm xử lý các yêu cầu, thực hiện tìm kiếm, phân tích địa lý, phát sinh các báo cáo và liên tục hiển thị bản đồ. Nhiệm vụ đầu tiên của công việc thiết kế hệ thống GIS trực tuyến là xác định loại công việc dành cho server và client. Các công việc này có thể được phân chia như trên bảng 5.1 cho server và client của hệ thống.PowerPoint Presentation: Bảng 5.1. Phân bổ công việc trên hệ thống khách/chủPowerPoint Presentation: * Server - Việc tập trung dữ liệu và phần mềm trên một máy (hay còn gọi là nặng server) có nhiều lợi thế như dễ cập nhật, sử dụng máy tính mạnh sẽ hiệu quả hơn việc phân tán mọi thứ và dễ quản lý xâm nhập thông tin. - Nếu đặt dữ liệu GIS trên máy trung tâm thì ta có kết quả tương tự như môi trường Web. Tuy nhiên, chúng cũng có bất lợi, đó là hệ GIS đòi hỏi server mạnh để thực thi nhiều công việc hơn các trang chủ Web thông thường khác. Do vậy, khi quá nhiều người sử dụng xâm nhập trang chủ thì bộ xử lý quá tải dẫn đến dừng hoạt động. Đó là nguyên nhân để xây dựng máy chủ trên cơ sở nhiều bộ xử lý chạy song song. Vấn đề khác xảy ra với ứng dụng GIS phân tán nặng server là quá tải đường truyền Internet. Mỗi khi người dùng phóng to, thu nhỏ bản đồ thì yêu cầu mới được gửi từ client đến server, bản đồ mới được server phát sinh và gửi trở lại client.PowerPoint Presentation: - Thông thường các trình duyệt Web thuộc nhóm Client mỏng, phần lớn các xử lý được thực hiện trên server và trình duyệt chỉ làm nhiệm vụ hiển thị. Các ứng dụng trên Client mỏng đòi hỏi server nặng như mô tả trên đây. Ngược lại, các ứng dụng xây dựng trên quan điểm Client nặng sẽ thực hiện nhiều xử lý trên Client. * Client - Nếu trình duyệt có khả năng đồ hoạ cao và xử lý nhiều chức năng GIS thì chúng có thể dễ dàng duyệt, phóng to, thu nhỏ bản đồ và truy vấn dữ liệu không gian. Chúng làm giảm tải đường truyền và bộ xử lý của server. - Tuy nhiên, các nhà phát triển trình duyệt web thông thường không muốn xây dựng các chức năng GIS cho hệ thống chương trình của họ. Nhưng họ đã cho khả năng mở rộng chức năng trình duyệt web bằng các công nghệ khác như Java applet, ActiveX, Plug -ins,...PowerPoint Presentation: * Cân đối server/client Việc lựa chọn giải pháp nặng hay nhẹ máy chủ phụ thuộc vào nhiều yếu tố.Client nặng tương tác với server nhẹ cho khả năng phân tích mềm dẻo và phong phúhơn, làm giảm tải đường truyền, tăng số lượng người dùng đồng thời và cập nhật phầnmềm khó khăn hơn. Cài đặt client nhẹ /server nặng chiếm dụng giải băng truyền tin đáng kể để tải các bản đồ. Giải pháp này dành cho các ứng dụng không đòi hỏi các thao tác phân tích GIS phức tạp.PowerPoint Presentation: * Các loại ứng dụng thông tin địa lý trực tuyến Tải dự liệu thô Hình 5.36. Sơ đồ kiến trúc tải dữ liệu thôPowerPoint Presentation: Hiển thị bản đồ tĩnh Hình 5.37. Sơ đồ kiến trúc hiển thị bản đồ tĩnhPowerPoint Presentation: Duyệt bản đồ động Mỗi khi người dùng thay đổi cách quan sát bản đồ thì yêu cầu của họ được gửi lại cho server với bộ tham số khác. Server lập tức phát sinhbản đồ mới để gửi lại client theo chu kỳ. Hình 5.38. Sơ đồ kiến trúc duyệt bản đồ độngPowerPoint Presentation: Hỏi đáp, phân tích GIS trên cơ sở Web Đây là kiến trúc tiên tiến nhất, nó cho người sử dụng nhiều chức năng của hệ thống GIS nhất. Sử dụng các công cụ của Web như khuôn mẫu HTML, ảnh bản đồ GIF, với các công nghệ mới Java, ActiveX để tạp lập giao diện thực hiện khai thác, phân tích các dữ liệu như hệ thống GIS khác. Có thể tìm thấy các thí dụ của loại ứng dụng này trong trang chủ Forrnet (http://www.gis.umm.edulfornet). Hình 5.39. Sơ đồ kiến trúc hỏi đáp, phân tích GIS trên cơ sở WebPowerPoint Presentation: Phần mềm GIS hiểu mạng Kiến trúc GIS hiểu mạng khác với kiến trúc tải dữ liệu thô (đã trình bày ở trên). Kiến trúc tải dữ liệu thô đòi hỏi người sử dụng phải nạp tập dữ liệu về đĩa từ của client (đĩa địa phương) trước khi sử dụng chúng. Ngược lại, kiến trúc GIS hiểu mạng có khả năng đọc dữ liệu từ xa dễ dàng như đọc chính đĩa từ địa phương. Giải pháp này khá hiệu quả vì nó làm giảm dung lượng cần có trên đĩa từ địa phương, làm giảm tải đường truyền vì nó chỉ đọc các dữ liệu cần cho công việc cụ thể thay cho đọc toàn bộ dữ liệu. Tuy nhiên, việc truyền thông tin trên Internet chậm hơn rất nhiều so với đọc dữ liệu trên đĩa địa phương. Giải pháp đã được ứng dụng để phân phát dữ liệu trên CD-ROM Information System của trường Đại học California tại Berkeley.infosys.htm). Hình 5.40. Phần mềm GIS hiểu mạngPowerPoint Presentation: Lựa chọn giải pháp Trả lời các câu hỏi sau đây sẽ giúp ta lựa chọn giải pháp thiết kế hệ GIS phân tán phù hợp. + Tại sao ta phải phân tán thông tin địa lý? + Ai là khách hàng của dịch vụ sẽ xây dựng, họ mong đợi gì và họ có đặc điểm như thế nào? + Những phần nào của CSDL sẽ được chia sẻ tới người dùng? + Có thể coi dữ liệu là hàng hoá không? + Sẽ cung cấp cho khách hàng loại hiển thị, truy vấn và khả năng phân tích nào? + Giao diện tìm kiếm thông tin phải như thế nào? + Phần lớn các tiến trình xử lý xảy ra tại máy chủ, máy trạm hay nơi nào khác? + Tự xây dựng, quản trị trang chủ hay thuê mướn các công ty chuyên nghiệp?PowerPoint Presentation: Từ các câu trả lời ta có thể lựa chọn giải pháp thích hợp cho từng trường hợp cụthể như các thí dụ sau đây: - Công ty tư vấn ứng dụng muốn bán dữ liệu của họ cho khách hàng GISChiến lược lựa chọn: xây dựng ứng dụng có khả năng tìm kiếm dữ liệu metadata(dữ liệu về dữ liệu) và duyệt bản đồ theo tiêu chí và hiển thị, không có khả năng tải trực tiếp dữ liệu, nhưng tải được đơn đặt hàng. - Hội đồng nhân dân thành phố mong muốn làm tăng khả năng xâm nhập đến các thông tin quy hoạch đô thị đến người dân.Chiến lược lựa chọn: Kiến trúc trình duyệt bản đồ động được áp dụng. Hệ thống hiển thị được nhiều tầng bản đồ (đường phố, công viên, trung tâm cứu hoả, các mảnhđất, ao hồ...) có thể bao gồm các công cụ truy vấn GIS đơn giản như tìm kiếm chủ củalô đất. - Tổ chức phi chính phủ muốn sử dụng bản đồ để chỉ ra môi trường sống của các loài thú hoang dã đang bị lấn chiếm.PowerPoint Presentation: Chiến lược lựa chọn: Sử dụng các ảnh bản đồ vẽ trước của các vùng quan tâm. Có khả năng tải dữ liệu thô. - Nhóm các nhà khoa học mong muốn hợp tác nghiên cứu trong một dự án liênquan đến phân tích GIS. Chiến lược lựa chọn: Mỗi nhà khoa học nên có hệ GIS hiểu Internet, có khả năng xâm nhập server dữ liệu chia sẻ, thậm chí có khả năng liên kết thời gian thực các nhà khoa học với nhau. Dịch vụ phân tích GIS trên cơ sở Web có thể được sử dụng, nhưng tính mềm dẻo bị hạn chế và các chức năng phân tích không phong phú. Đã có rất nhiều trang chủ phân phát thông tin địa lý được các công ty thương mại và các tổ chức phi chính phủ xây dựng. Đồng thời, nhiều công ty cũng đã đưa ra các công cụ trợ giúp xây dựng nhanh các dịch vụ GIS trên mạng Internet như các sản phẩm GeoMedia WebMap của Intergraph, MapObjects Internet Map Server (IMS) của ESRI, MapInfo ProServer của MapInfo...