Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý - Chương 1: Hệ thống thông tin địa lý GIS

I.1 GIS là gì? Hệ thông tin địa lý (GIS – Geopraphical information systems) là hệ thông tin có khả năng thu thập, cập nhật, quản trị, phân tích, biểu diễn dữ liệu địa lý phục vụ giải quyết các bài toán ứng dụng có liên quan đến vị trí trên bề mặt trái đất. I.2 Sự hình thành và phát triển của GIS - Sau khi công nghệ thông tin ra đời người ta nghĩ đến việc số hóa bản đồ, lưu trữ, quản lý thông tin bằng máy tính. - Đầu những năm 60 của thế kỷ XX các nhà khoa học Canada đã cho ra đời hệ thống thông tin địa lý (GIS). - Những năm 1970 đã diễn ra hàng loạt những thay đổi thuận lợi cho sự phát triển của GIS và GIS đã được thương mại hóa, xuất hiện hạng loạt các công ty ESRI, Intergraph, - Thập kỷ 80 đánh dấu sự bùng nổ của hệ thống thông tin địa lý - Thập kỷ 90 có sự tích hợp giữa GIS và viễn thám, ngoài ra còn tích hợp cùng với công nghệ định vị toàn cầu GPS Khoa hoïc maùy tính GIS Khoa học máy tính:
Đồ họa máy tính
Cơ sở dữ liệu
Quản trị hệ thống
An toàn, bảo mật Trắc địa Bản đồ Nền tảng hình thành GIS Ñòa lyù hoïc Toaùn hoïc GIS laø moät khoa hoïc lieân ngaønh GIS caên baûn vôùi phaàn meàm Arcview Baûn ñoà hoïc Viễn thám Tại sao phải sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS)? Tách lớp thông tin theo nhu cầu người sử dụng  Döõ lieäu chuyeân ngaønh   Döõ lieäu duøng chung Dữ liệu GIS
Cung cấp, cập nhật thông tin nhanh chóng, chính xác và trực quan 7 Thế giới thực -Truy vấn thông tin -Cập nhật dữ liệu -Phân tích, mô hình hóa -Hiển thị, xuất dữ liệu
GIS có thể kết nối thông tin về vị trí địa lý của sự vật với những thông tin về bản thân sự vật 8 Chức năng của GIS - Thu thập và xử lý dữ liệu - Phân tích không gian - Quản lý và xây dựng cơ sở dữ liệu - Truy xuất dữ liệu dưới dạng đồ họa hoặc các thể loại văn bản khác. GIS có thể trả lời câu hỏi - có cái gì tại vị trí này? Tên tháp Vị trí tháp Chất liệu Độ cao - Mối quan hệ giữa các đối tượng như thế nào? - Ở đâu thỏa mãn điều kiện này? - Cái gì đã thay đổi và thay đổi như thế nào tại thời điểm này đến thời điểm khác - Những mẫu không gian nào tồn tại? - Nó sẽ như thế nào nếu quá trình diễn ra? I.3.Ưu điểm GIS
Có khả năng phân tích không gian và xử lý lượng thông tin lớn
Có thể xử lý dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, ở các tỷ lệ khác nhau
Cung cấp phương tiện để tích hợp thông tin, tổ chức thông tin dựa trên thành phần chung là vị trí.
Cải thiện sự tích hợp vềmặt tổ chức
Hỗ trợ quá trình lập quyết định Nhược điểm - Chi phí cao cho việc mua sắm , lắp đặt thiết bị phần mềm. - Chi phí cho việc thu thập, chuẩn hóa dữ liệu. - Đòi hỏi nhiều kiến thức về nhiều lĩnh vưc : Trắc địa, bản đồ, công nghệ thông tin (phần cứng, phần mềm) I.4.Mức độ ứng dụng công nghệ GIS  Ứng dụng kiểm kê: Thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau (dữ liệu không gian , dữ liệu thuộc tính )  Phân tích không gian  Quy hoạch phát triển: đánh giá chất lượng, quy hoạch đất, nông nghiệp,  Phân tích và lập thiết kế: hệ thống cấp thoát nước, cung cấp điện, viễn thông,  Mô phỏng vận hành: hệ thống cấp điện, hệ thống viễn thông,  Dự báo: ô nhiễm, ngập lụt, phát triển kinh tế xã hội  Quản lý  Tìm kiếm: trực tiếp, dựa trên quan hệ không gian, hoặc đặc điểm thuộc tính  Cập nhật dữ liệu: cập nhật không gian, thuộc tính, biến động  Tổng kết và thống kê: số lượng, mật độ theo chu kỳ thời gian hoặc đơn vị không gian  Kế hoạch vận hành: bảo trì, bảo dưỡng, vệ sinh an toàn  Ứng dụng công nghệ GIS trong phân tích không gian Đánh giá đất đai Phân vùng dịch vụ Vận tải tối ưu Quy hoạch đô thị Dự báo ô nhiễm Dự báo ngập lụt Ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý Giao thông Cấp điện Cấp nước Khoáng sản Ô nhiễm Địa chính
Các thành phần cơ bản của GIS. Heä thoáng maùy tính Phaàn cöùng, phaàn meàm cho thu thaäp, löu tröõ, xöû lyù, phaân tích, hieån thò, thoâng tin ñòa lyù I.5.Các thành phần của GIS 17 Baûn ñoà, aûnh veä tinh, khoâng aûnh, baûng bieåu thoáng keâ, GPS, SCADA, Ngöôøi söû duïng Döõ lieäu khoâng gian ñòa lyù Thieát keá caùc chuaån, quy trình, caäp nhaät, phaân tích vaø vaän haønh
1. THIẾT BỊ (Hardware) Thiết bị bao gồmmáy vi tính (computer), Thiết bị thu thập dữ liệu: thiết bị quét ảnh (scanners), máy vẽ (plotters), bàn số hoá (digitizer), Thiết bị xuất : máy in (printer), Thiết bị lưu trữ (USB, Floppy diskettes, optical cartridges, C.D ROM v.v) Máy tính Máy scan Máy in Thu thaäp döõ l ieäu khoâng gian CD ROM 2. PHẦN MỀM (Software) Là tập hợp các câu lệnh, chỉ thị nhằm điều khiển phần cứng của máy tính thực hiện một nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa lý có thể là một hoặc tổ hợp các phần mềmmáy tính ESRI ( Arc gis (arc map, arc tool box, arc catalog) In tergraph( Mapinfo( Autodest (
3. CHUYÊN VIÊN (Expertise) Đây là một trong những hợp phần quan trọng của công nghệ GIS, đòi hỏi những chuyên viên hướng dẫn sử dụng hệ thống để thực hiện các chức năng phân tích và xửlý các số liệu. Đòi hỏi phải thông thạo về việc lựa chọn các công cụ GIS để sử dụng,có kiến thức về các số liệu đang được sử dụng và hiểu các tiến trình đang và sẽ thực hiện.
GIS manager
GIS database manager
System manager Cartographer

Programer
System user
4. SỐ LIỆU, DỮ LIỆU ĐỊA LÝ (Geographic data) Số liệu được sử dụng trong GIS không chỉ là số liệu địa lý (geo-referenced data) riêng lẻ mà còn phải được thiết kế trong một cơ sở dữ liệu (database).
5. CHÍNH SÁCH VÀ QUẢN LÝ (Policy and management) Ðây là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, là yếu tố quyết định sự thành công của việc phát triển công nghệ GIS. Hệ thống GIS cần được điều hành bởi một bộ phận quản lý, bộ phận này phải được bổ nhiệm để tổ chức hoạt động hệ thống GIS một cách có hiệu quả để phục vụ người sử dụng thông tin. Các loại thông tin trong HTTDL Dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý bao gồm dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính: * Dữ liệu địa lý: bao gồm các thể loại - Ảnh hàng không - Ảnh vệ tinh - Bản đồ nền địa hình lập từ ảnh hàng không – vệ tinh - Bản đồ địa hình lập từ số liệu đo đạc mặt đất - Bản đồ địa chính - Bản đồ địa lý tổng hợp từ các loại bản đồ địa hình. *Dữ liệu thuộc tính (Attribute): Về nhà - Tìm hiểu các phần mềm của GIS( mapinfo, arc view, arc gis, ? - Trong 5 thành phần GIS, thành phần nào quan trọng nhất? - Tìm trên mạng các ứng dụng của GIS?