MỤC LỤC

CHƯƠNG 1....................................................................................................................................2TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ................................................................2

1.1. GIS là gì?.............................................................................................................................21.2. Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý......................................................................31.3. Các chức năng của hệ thống thông tin địa lý.......................................................................51.4. Lợi ích và những hạn chế của việc sử dụng GIS.................................................................61.5. Các ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý........................................................................7

CHƯƠNG 2..................................................................................................................................10CƠ SỞ ĐỊA LÝ HỌC...................................................................................................................10

2.1. Khái niệm chung về bản đồ địa lý.....................................................................................102.2. Các hệ quy chiếu bản đồ (Map projections)......................................................................13

CHƯƠNG 3..................................................................................................................................20CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG GIS..............................................................................20

3.1. Mô hình dữ liệu không gian...............................................................................................203.2. Mô hình dữ liệu thuộc tính................................................................................................25

CHƯƠNG 4..................................................................................................................................26TỔ CHỨC CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG GIS.................................................................................26

4.1. Khái niệm cơ bản về hệ cơ sở dữ liệu................................................................................264.2. Các loại thông tin trong hệ thống thông tin địa lý.............................................................264.3. Kiến trúc một hệ cơ sở dữ liệu...........................................................................................264.4. Tính độc lập dữ liệu (Data independence).........................................................................284.5. Các mô hình dữ liệu...........................................................................................................284.6. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu của GIS......................................................................................29

CHƯƠNG 5..................................................................................................................................32THỰC HIỆN DỰ ÁN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS.............................................................32

5.1. Nguyên tắc thiết kế hệ thống thông tin địa lý....................................................................325.2. Các bước triển khai thực hiện ứng dụng công nghệ GIS...................................................33

CHƯƠNG 6..................................................................................................................................49PHẦN MỀM MAPINFO..............................................................................................................49

6.1. Giới thiệu phần mềm MapInfo..........................................................................................496.2. Xây dựng các đối tượng bản đồ trong MapInfo................................................................576.3. Biên tập các đối tượng bản đồ trong MapInfo...................................................................606.4. Phân tích dữ liệu trong MapInfo........................................................................................646.5. Thành lập bản đồ chuyên đề..............................................................................................656.6. Dàn trang và in ấn bản đồ..................................................................................................69

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................71

1

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ

Địa lý (geography) được hình thành từ hai khái niệm: Trái đất (geoEarth) và tiến

trình mô tả (graphy). Địa lý được xem như tiến trình mô tả trái đất.

Hệ thông tin địa lý: là tập các tiến trình xử lý dữ liệu thô để sản sinh ra các thông

tin cho công tác quyết định. Chúng bao gồm các thao tác đưa đến lập kế hoạch quan sát

và thu thập dữ liệu tới lưu trữ và phân tích dữ liệu, tớ sử dụng các thong tin suy diễn

trong công việc lập quyết định. Theo quan điểm này thì bản đồ cũng là một loại hệ thông

tin. Bản đồ là tập hợp các dữ liệu, các thông tin suy diễn từ đó được sử dụng vào công

việc lập quyết đinh.

Hệ thông tin địa lý là hệ thong tin được thiết kế để làm việc với dữ liệu quy chiếu

không gian hay tọa độ địa lý.

Hệ thông tin địa lý

Khái niệm hệ thống thông tin được hình thành từ ba khái niệm: địa lý, thông tin

và hệ thống; viết tắt là GIS.

1.1. GIS là gì? GIS là viết tắt từ “Geographic Information System”.

Hệ thống là nhóm các thực thể liên kết và các hoạt động để giải quyết vấn đề

Hệ thống thông tin là tập các tiến trình hoạt động trên dữ liệu thô để sản sinh

thông tin hỗ trợ lập quyết định

Hệ thống thông tin có nhiều hoạt động từ quan sát, đo đạc, mô tả, diễn giải,

dự báo và lập quyết định.

Có nhóm các chức năng: chế tác, truy vấn, sửa đổi, hiển thị.

2

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) sử dụng các dữ liệu tham chiếu địa lý, dữ liệu

phi không gian và các thao tác hỗ trợ phân tích không gian

Mục tiêu chung của GIS: lập quyết định, quản lý đất đai, tài nguyên, giao

thông, thương mại, đại dương hay bất kỳ thực thể phân bổ không gian nào

Kết nối giữa các phần tử trong hệ thống là địa lý, thí dụ, vị trí, xấp xỉ, phân

bố không gian

GIS còn được hiểu là:

Hệ thống thu thập, lưu trữ, xử lý và hiển thị thông tin địa lý.

Tổ hợp phần mềm với phần cứng, số liệu, phương pháp, người sử dụng…để

giải quyết vấn đề phức tạp, hỗ trợ quyết định và lập kế hoạch.

Là loại phần mềm máy tính

1.2. Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý

Các thành phần cơ bản của công nghệ GIS

Công nghệ GIS bao gồm 5 hợp phần cơ bản là:

Thiết bị (hardware)

Phần mềm (software)

Số liệu (Geographic data)

Chuyên viên (Expertise)

Chính sách và cách thức quản lý (Policy and management)

1.2.1. Thiết bị (hardware)

Thiết bị bao gồm máy vi tính (computer), máy vẽ (plotter), máy in (printer), bàn

số hóa (digitize), thiết bị quét ảnh (scanners), các phương thiện lưu trữ số liệu (Floppy

diskettes, optical cartridges, C.D ROM v.v…)3

1.2.2. 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 mềm máy tính. Phần mềm được sử dụng trong kỹ thuật GIS phải bao gồm

các tính năng cơ bản sau:

Nhập và kiểm tra dữ liệu (Data input)

Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu (Geographic database)

Xuất dữ liệu (Display and reporting)

Biến đổi dữ liệu (Data transformation)

Tương tác với người dung (Query input)

Hiện nay có rất nhiều phần mềm máy tính chuyên biệt cho GIS, bao gồm các

phần mềm như sau:

Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý số liệu thông tin địa lý: ARC/INFO, SPAN,

ERDAS-Imagine, ILWIS, MGE/MICROSTATION, IDRISW, IDRISI, WINGIN,

…

Phần mềm dùng cho lưu trữ, xử lý và quản lý các thông tin địa lý: ER-MAPPER,

ATLASGIS, ARCVIEW, MAPINFO,…

1.2.3. 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 xử lý

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 thông hiểu các tiến trình đang và sẽ thực

hiện.

1.2.4. Số liệu, dữ liệu địa lý (Geographic data)

Những thông tin địa lý có nghĩa sẽ bao gồm các dữ kiện về: vị trí địa lý, thuộc

tính (attributes) của thông tin, mối liên hệ không gian (spatial relationships) của các

thông tin, và thời gian. Có hai dạng số liệu được sử dụng trong kỹ thuật GIS là:

Cơ sở dữ liệu bản đồ: là những mô tả hình ảnh bản đồ được số hóa theo một

khuôn dạng nhất định mà máy tính hiểu được.

Số liệu Vector: được trình bày dưới dạng điểm, đường và diện tích, mỗi

dạng có liên quan đến một số liệu thuộc tính được lưu trữ trong cơ sở dữ

liệu.

4

Số liệu Raster: được trình bày dưới dạng lưới ô vuông hay ô chữ nhật đều

nhau, giá trị được ấn định cho mỗi ô sẽ chỉ định giá trị của thuộc tính. Số

liệu của ảnh Vệ tinh và số liệu bản đồ được quét (scanned map) là các loại

số liệu Raster.

Số liệu thuộc tính (Attribute): được trình bày dưới dạng các ký tự hoặc số, hoặc

ký hiệu để mô tả các thuộc tính của các thông tin thuộc về địa lý.

1.2.5. Chính sách và quản lý (Policy and management)

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.

Trong quá trình hoạt động, mục đích chỉ có thể đạt được và tính hiệu quả của kỹ

thuật GIS chỉ được minh chứng khi công cụ này có thể hỗ trợ những người sử dụng

thông tin để giúp họ thực hiện được những mục tiêu công việc. Ngoài ra việc phối hợp

giữa các cơ quan chức năng có liên quan cũng phải được đặt ra, nhằm gia tăng hiệu quả

sử dụng của GIS cũng như các nguồn số liệu khác.

Trong phối hợp và vận hành các hợp phần của hệ thống GIS nhằm đưa vào hoạt

động có hiệu quả kỹ thuật GIS, hai yếu tố huấn luyện và chính sách-quản lý là cơ sở của

thành công.

1.3. Các chức năng của hệ thống thông tin địa lý1.3.1. Thu thập dữ liệu

Thu thập dữ liệu là quá trình thu nhận dữ liệu theo khuôn mẫu áp dụng được cho

GIS. Mức độ đơn giản của thu thập dữ liệu là chuyển đổi khuôn mẫu có sẵn từ các nguồn

bên ngoài. Trong trường hợp này GIS phải có modul chương trình hiểu được các khuôn

mẫu khác nhau để chuyển đổi như: DLG, DXP… hay các dữ liệu là đầu ra của hệ thống

GIS khác…

1.3.2. Xử lý dữ liệu thô

Hai khía cạnh chính của xử lý dữ liệu thô là:

Phát sinh dữ liệu có cấu trúc topo

Trường hợp dữ liệu ảnh vệ tinh thì phải phân lớp các đặc trưng trong ảnh

thành các hiện tượng quan tâm.

Mô hình quan niệm của thông tin không gian bao gồm mô hình hướng đối tượng,

mạng và bề mặt trái đất. Quá trình phân tích trên cơ sở cách nhìn khác nhau đòi hỏi dữ 5

liệu phải được biểu diễn và tổ chức cho phù hợp. Vì vậy, cần thiết cung cấp cho người sử

dụng GIS thay đổi cấu trúc dữ liệu để thích nghi với các yêu cầu khác nhau.

1.3.3. Lưu trữ và truy nhập dữ liệu

Chức năng lưu trữ dữ liệu trong GIS lien quan đến tạo lập cơ sở dữ liệu không

gian. Nội dung của cơ sở dữ liệu này có thể bao gồm tổ hợp dữ liệu vector hoặc dữ liệu

Raster. Việc lựa chọn mô hình dữ liệu Raster hay vector để tổ chức dữ liệu không gian

được thực hiện khi thu thập dữ liệu vì mỗi mô hình tương ứng với cách tiệm cận khác

nhau đến việc lấy mẫu và mô tả thông tin.

1.3.4. Tìm kiếm và phân tích không gian

Tìm kiếm nội dung trong vùng không gian

Tìm kiếm trong khoảng cận kề: có một số phương pháp

Tìm kiếm nội dung trong vùng

Tìm ra các vùng nối trực tiếp với đối tượng xác định trước

Tìm kiếm xảy ra khi cần phải tìm kiếm những vùng gần nhất tới tập các vị

trí mẫu phân tán không đều.

Tìm kiếm hiện tượng và thao tác phủ (overlay): kỹ thuật tìm kiếm hiện tượng

được chia thành nhóm dữ liệu trên tính chất tìm kiếm đó là:

Tìm kiếm một loại hiện tượng không quan tâm đến các hiện tượng còn lại:

ở đây việc tìm kiếm sẽ là truy nhập đối tượng không gian chỉ dựa trên

thuộc tính xác định.

Tìm những vùng được xác định bởi tổ hợp các hiện tượng

Hiển thị đồ họa và tương tác: tầm quan trọng bản chất không gian của thông tin

địa lý là đặc tả truy vấn và báo cáo kết quả được thực hiện hiệu quả nhờ sử dụng

bản đồ.

Một hệ thống thong tin có thể phân loại thành nhiều hệ thống con khác.

Công nghệ GIS là kết quả của sự liên kết phát triển đồng thời nhiều lĩnh vực xử lý

dữ liệu không gian như bản đồ, thiết kế trợ giúp máy tính, trắc địa, phân tích không gian

hoặc viễn thám.

1.4. Lợi ích và những hạn chế của việc sử dụng GISLợi ích của việc sử dụng GIS:

Là cách tiết kiệm chi phí và thời gian nhất trong việc lưu trữ số liệu

Có thể thu thập số liệu với số lượng lớn6

Số liệu lưu trữ có thể được cập nhật háo một cách dễ dàng

Chất lượng số liệu được quản lý, xử lý và hiệu chỉnh tốt

Dễ dàng truy cập, phân tích số liệu từ nhiều nguồn khác nhau để phân tích và tạo

ra nhanh chóng một lớp số liệu tổng hợp mới.

Đặc biệt trong nông nghiêp, GIS có các ưu điểm :

Chúng là một công cụ khá mạnh trong việc lưu trữ và diễn đạt các số liệu đặc biệt

là các bản đồ.

Chúng có thể cho ra những kết quả dưới dạng khác nhau như các bản đồ, biểu

bản, và các biểu đồ thống kê.

Chúng là một công cụ đắc lực cho các nhà khoa học đặc biệt về lĩnh vực nghiên

cứu hệ thống canh tác, đánh giá đất đai, khả năng thích nghi của các kiểu sử dụng

đất, quản lý và xử lý các bản đồ giai thửa trong quản lý đất đai,… Nó giúp cho

các nhà làm khoa học đó là khả năng phân tích nguyên nhân và những ảnh hưởng,

kiểm chứng những biến đổi trong hệ thống sinh thái cũng như khả năng thích ứng

của việc thay đổi một chính sách đối với người dân.

Hạn chế:

Chi phí và những vấn đề kỹ thuật đòi hỏi trong việc chuẩn bị lại các số liệu thô

hiện có, nhằm có thể chuyển từ bản đồ dạng giấy truyền thống sang dạng kỹ thuật

số trên máy tính (thông qua việc số hóa, quét ảnh…)

Đòi hỏi nhiều kiến thức và các kỹ thuật cơ bản về máy tính, yêu cầu lớn về nguồn

tài chính ban đầu.

Chi phí của việc mua sắm và lắp đặt thiết bị phần cứng và phần mềm GIS khá

cao.

Trong một số lĩnh vực ứng dụng, hiệu quả tài chính thu lại là thấp không tương

xứng với chi phí ban đầu bỏ ra.

1.5. Các ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý1.5.1 Nghiên cứu quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường

Quản trị rừng (theo dõi sự thay đổi, phân loại…)

Quản trị đường di cư và đời sống động vật hoang dã

Quản lý và quy hoạch đồng bằng ngập lũ, lưu vực song

Bảo tồn đất ươt

Phân tích các biến động khí hậu, thủy văn7

Phân tích các tác động môi trường (EIA)

Nghiên cứu tình trạng xói mòn

Quản lý sở hữu ruộng đất

Quản lý chất lượng nước

Quản lý, đánh giá và theo dõi dịch bệnh

Xây dựng bản đồ và thống kê chất lượng thổ nhường

Quy hoạch và đánh giá sử dụng đất đai

1.5.2 Nghiên cứu điều kiện kinh tế

Quản lý dân số

Quản trị mạng lưới giao thông (thủy - bộ)

Quản lý mạng lưới y tế, giáo dục

Điều tra và quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng

1.5.3 Nghiên cứu hỗ trợ các chương trình quy hoạch phát triển

Đánh giá khả năng thich nghi cây trồng, vật nuôi và động vật hoang dã

Định hướng và xác định các vùng phát triển tối ưu trong sản xuất nông nghiệp

Hỗ trợ quy hoạch và quản lý các vùng bảo tồn thiên nhiên

Đánh giá khả năng và định hướng quy hoạch các vùng đô thị, công nghiệp lớn

Hỗ trợ bố trí mạng lưới y tế, giáo dục

1.5.4 Các lĩnh vực ứng dụng của GIS trong sản xuất nông nghiệp và phát triển nông

thôn

1. Thổ nhường

Xây dựng các bản đồ đất và đơn tính đất

Đặc trưng hóa các lớp phủ thổ nhường

2. Trồng trọt

Khả năng thích nghi các loại cây trồng

Sự thay đổi của việc sử dụng đất

Xây dựng các đề xuất về sử dụng đất

Khả năng bền vững của sản xuất nông nghiệp Nông – Lâm kết hợp

Theo dõi mạng lưới khuyến nông

Khảo sát nghiên cứu dịch – bệnh cây trồng (côn trùng và cỏ dại)

Suy đoán hay nội suy các ứng dụng kỹ thuật

3. Quy hoạch thủy văn và tưới tiêu

8

Xác định hệ thống tưới tiêu

Lập thời biểu tưới tiêu

Tính toán sự xói mòn/ bồi lắng trong hồ chứa nước

Nghiên cứu đánh giá ngập lũ

4. Kinh tế nông nghiệp

Điều tra dân số / nông hộ

Thống kê

Khảo sát kỹ thuật canh tác

Xu thế thị trường của cây trồng

Nguồn nông sản hàng hóa

5. Phân tích khí hậu

Hạn hán

Các yếu tố thời tiết

Thống kê

6. Mô hình hóa nông nghiệp

Ước lượng / tiên đoán năng suất cây trồng

7. Chăn nuôi gia súc / gia cầm

Thống kê

Phân bố

Khảo sát và theo dõi diễn biến, dự báo dịch bệnh

9

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ ĐỊA LÝ HỌC

2.1. Khái niệm chung về bản đồ địa lý2.1.1. Định nghĩa

Bản đồ địa lý là sự biểu thị thu nhỏ quy ước của bề mặt trái đất lên mặt phẳng,

xây dựng trên cơ sở toán học với sự trợ giúp và sử dụng các ký hiệu quy ước để phản

ánh sự phân bố, trạng thái và mối quan hệ tương quan của các hiện tượng thiên nhiên và

xã hội được lựa chọn và khái quát hóa để phù hợp với mục đích sử dụng của bản đồ và

đặc trưng cho khu vực nghiên cứu.

Biểu thị của bề mặt trái đất lên mặt phẳng (nguồn: Keith Clarke,1995)

2.1.2. Các tính chất của bản đồ

Tính trực quan: bản đồ cho ta khả năng bao quát và tiếp thu nhanh chóng những

yếu tố chủ yếu và quan trọng nhất của nội dung bản đồ.

Tính đo được: có liên quan chặt chẽ với cơ sở toán học của bản đồ. Căn cứ vào tỷ

lệ, phép chiếu, vào thang bậc của các dấu hiệu quy ước, người sử dụng có khả

năng xác định các trị số khác nhau như: tọa độ, biên độ, khoảng cách, diện tích,

thể tích, góc phương hướng.

Tính thông tin: khả năng lưu trữu và truyền đạt cho người sử dụng.

2.1.3. Các yếu tố nội dung của bản đồ địa lý

10

a. Thủy hệ

Gồm các đối tượng thủy văn: biển, sông, kênh, hồ, các hồ chứa nước nhân tạo,

mạch nước, giếng, mương máng,… các công trình thủy lợi khác và giao thông thủy: bến

cảng, cầu cống, thủy điện, đâp.

b. Điểm dân cư

Là một trong các yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa hình được đặc trưng bởi

kiểu cư trú: dân số ý nghĩa hành chính chính trị. Đặc điểm của dân cư được biểu thị bằng

độ lớn màu sắc, kiểu dáng của ký hiệu và ghi chú tên gọi.

c. Đường giao thông

Gồm đường sắt, đường bộ, đường thủy, đường hàng không. Đặc tính của các

đường giao thông được thể hiện khá đầy đủ, tỷ mỉ về khái niệm giao thông và trạng thái

cấp quản lý đường. Khi lựa chọn biểu thị đường giao thông phải xét đến ý nghĩa của

đường sá, ưu tiên biểu thị những con đường đảm bảo mối quan hệ giữa các điểm dân cư

và các đầu nút giao thông, các trung tâm văn hóa – kinh tế,…

d. Các đối tượng kinh tế xã hội

Đường dây thông tin, dẫn điện, dầu, khí đốt, các đối tượng kinh tế, văn hóa, lịch

sử, sân bay, cảng.

e. Dáng đất

Trên bản đồ địa lý được thể hiện bằng các đường bình độ. Một số dạng riêng biệt

thể hiện bằng ký hiệu (vực, khe xói, đá tảng, đá vụn).

- Độ cao so với mặt biển của một số điểm đặc trưng.

- Các đối tượng sơn băng (dãy núi, đồng bằng, thung lũng yên ngựa, địa

hình caster, đường phân thủy, tụ thủy,…)

Khoảng cao đều giữa các đường bình độ trên bản đồ địa hình được quy định trong

các quy phạm theo tỷ lệ bản đồ và đặc điểm khu vực (đồng bằng hoặc núi). Ví dụ: bản

đồ 1/50000 khoảng cao đều bằng 10-20m; 1/100000 khoảng cao đều 20-40m. Để thể

hiện đầy đủ các tính chất đặc trưng của địa hình, đặc biệt là các vùng đồng bằng, người

ta vẽ thêm các đường bình độ nửa khoảng cao đều và đường bình đồ phụ. Các đường

bình độ cái được đánh số, các đường bình độ ở yên núi bổ sung vạch chỉ dốc. Dáng đất

(địa hình) có khi được thể hiện bằng phương pháp tô bóng địa hình, hoặc phân tầng màu

theo độ cao hoặc kết hợp giữa các phương pháp.

f. Ranh giới hành chính – chính trị

11

g. Cơ sở thiên văn – trắc địa và điểm định hướng (bản đồ địa hình)

Địa vật định hướng là những đối tượng cho phép ta xác định vị trí nhanh chóng và

chính xác trên bản đồ thường được biểu tượng bằng các đối tượng phi tỷ lệ trên thực tế là

những địa vật dễ nhận biết (ngã ba, ngã tư đường sá, giếng ở xa khu dân cư…) hoặc nhô

cao so với mặt đất.

h. Ghi chú trên bản đồ

Ghi chú trên bản đồ là các chữ viết nhằm giải thích theo ký hiệu, các địa danh, tên

các đối tượng. Chúng kết hợp với ký hiệu trên bản đồ và làm phong phú nội dung của

bản đồ. Ghi chú bản đồ giúp chúng ta khái quát nội dung của bản đồ cũng như phân biệt

các đối tượng.

Phân loại ghi chú trên bản đồ:

- Tên riêng của các đối tượng: tên thành phố, tên tỉnh,…

- Ghi chú chỉ dẫn

- Ghi chú giải thích tính chất của các đối tượng, thuật ngữ địa lý, các đặc

trưng về số lượng, chất lượng…

- Ghi chú có khả năng chuyển tải thông tin bằng font chữ, kích thước, màu

sắc, định hướng…Ghi chú thường được bố trí gần với các đối tượng liên

quan.

i. Lớp phủ thực vật - thổ nhường

Trên bản đồ biểu thị các loại rừng, cây bụi, vườn cây, đồn điền, ruộng muối, đất

mặn, đầm lầy. Ranh giới các khu vực được biểu thị chính xác về phương diện đồ họa,

các loại thực vật và thổ nhường khác nhau được biểu thị chính xác về phương diện đồ

họa và được thể hiện bằng ký hiệu quy ước đặc trưng.

Ví dụ: đầm lầy phân ra thành đầm lầy qua được, đầm lầy không qua đươc và khó

qua. Rừng già, rừng thưa, rừng non, rừng mới trồng… Các loại thực vật tự nhiên và

người trồng…

Trên bản đồ chuyên đề lớp thực vật và thổ nhưỡng thường không được thể hiện

hoặc thể hiện sơ lược phụ thuộc vào nội dung, tỷ lệ và mục đích sử dụng của bản đồ.

2.1.4. Cơ sở toán học của bản đồ địa lý

Bao gồm:

- Tỷ lệ

- Cơ sở trắc địa và thiên văn

12

- Lưới kinh – vĩ tuyến và các lưới tọa độ khác

- Bố cục bản đồ và khung bản đồ

- Hệ thống chia mảnh

- Số liệu

2.2. Các hệ quy chiếu bản đồ (Map projections)2.2.1. Lưới chiếu bản đồ (lưới kinh vĩ tuyến)

Lưới kinh vĩ tuyến chính là sự thể hiện trực quan của phép chiếu bản đồ.

a. Phép chiếu bản đồ là gì?

Để biểu thị bề mặt Elipxoid lên mặt phẳng người ta sử dụng phép chiếu bản đồ.

Phép chiếu bản đồ xác định sự tương ứng giữa bề mặt Elipxoid và mặt phẳng có nghĩa là

mỗi điểm trên bề mặt Elipxoid quay có tọa độ φ, λ tương ứng với một điểm duy nhất trên

mặt phẳng với tọa độ vuông góc X, Y.

Lưới kinh vĩ độ (hoặc các đường tọa độ khác xây dựng trong những phép chiếu

nhất định gọi là lưới chiếu bản đồ), lưới chiếu bản đồ đó là cơ sở toán học để phân bố

chính xác các yếu tố nội dung bản đồ.

b. Các phép chiếu hình và lưới chiếu hình

Các phép chiếu bản đồ được phân loại như sau:

Phân loại theo tính chất biểu diễn (theo đặc điểm sai số) và hình dạng lưới kinh vĩ

tuyến

- Phép chiếu giữ góc là phép chiếu trong đó góc được biểu diễn không có sai

số

- Phép chiếu giữ diện tích

- Phép chiếu giữ độ dài theo một hướng nhất định

- Phép chiếu tự do

Phân loại theo mặt phẳng phụ trợ được sử dụng

- Hình nón

- Hình trụ

- Hình trụ giả

- Hình nón giả

- Nhiều hình nón

- Phương vị

13

Lưới chiếu bản đồ là cơ sở toán học để phân bố chính xác các yếu tố nội dung bản

đồ.

2.2.2. Khung bản đồ

Khung bản đồ có rất nhiều dạng. Trên phần lớn các bản đồ khung là một đường

giới hạn lãnh thổ được thể hiện gọi là khung trong song song với khung trong người ta

vẽ khung ngoài có tính chất trang trí giữa khung trong và khung ngoài là trị số các đường

kinh vĩ tuyến, địa danh các đường phụ cận, nút giao thong gần nhất.

2.2.3. Bố cục bản đồ

Là sự bố trí khu vực được thành lập bản đồ trên bản đồ, xác định khung của nó,

sắp xếp những yếu tố trình bày ngoài khung và những tư liệu bổ sung.

2.2.4. Phân mảnh bản đồ

Phụ thuộc vào tỉ lệ và lãnh thổ mà bản đồ có thể nằm trên một hoặc nhiều mảnh.

Bản đồ địa hình chính là loại bản đồ nhiều mảnh có cách phân mảnh và đánh số được

quy định chặt chẽ, có thể phân mảnh bản đồ theo lưới kinh vĩ tuyến hoặc theo km, hoặc

theo khung bản đồ có kích thước đặt sẵn,…

Hệ thống đánh số bản đồ nhiều mảnh giúp ta dễ dàng và nhanh chóng tìm thấy

các mảnh cần thiết.

Sự phân mảnh và đánh số các bản đồ địa hình Việt Nam

Bản đồ 1:1000000 có khung hình thang 40 theo vĩ độ 60 theo kinh độ được đánh

số bằng tên đai và tên múi theo cách đánh số từ xích đạo lần lượt từ A đến V. Các

múi 60 theo vĩ tuyến được đánh số từ kinh tuyến 1800 ngược chiều kim đồng hồ từ

1 đến 60. Ví dụ: F-48,F-49…

Bản đồ 1: 1000000 là cơ sở để phân mảnh và đánh số các bản đồ tỷ lệ lớn hơn.

Mảnh bản đồ 1: 1000000 chia làm 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 500000, đánh số A, B,

C, D. Số liệu của mảnh 1: 500000 là chia số hiệu 1: 1T+ số hiệu mảnh hình thang:

F-48-A, F-48-B.

Mảnh bản đồ 1: 1000000 chia ra làm 36 mảnh bản đồ 1: 200000 được đánh số

hiệu bằng chữ số La Mã. Ví dụ: F-48-XI.

Mảnh bản đồ 1: 1000000 chia ra làm 144 mảnh bản đồ 1: 100000 đánh số bằng

chữ Ả Rập F-48-143.

Mảnh bản đồ 1: 1000000 hạn chế bởi hình thang 20x30 là cơ sở để phân mảnh và

đánh số các tỷ lệ lớn hơn.

14

Mảnh bản đồ 1: 1000000 chia ra làm 4 mảnh 1: 50000 đánh số A, B, C, D; F-48-

143-A, 10, 15.

Mảnh 50000 chia ra làm 4 mảnh 1: 25000; đánh số a, b, c, d; F-48-143-A-b 5,7,5

Mảnh 25000 chia ra làm 4 mảnh 1: 10000 đánh số 1 đến 4. Ví dụ: F-48-143-A-b-

1, 2, 5, 3, 75

Mảnh 1: 100000 chia ra làm 384 mảnh 1: 5000 đánh số từ 1 đến 324. Ví dụ: F-48-

143-(322)

Mảnh 1:5000 chia ra làm 6 mảnh 1:2000 đánh số từ a đến f

2.2.5. Phân loại bản đồ

Để tiện lợi cho việc nghiên cứu, bảo quản và sử dụng các loại bản đồ địa lý, các

loại bản đồ địa lý được phân loại theo các dấu hiệu:

1. Theo nội dung

Phân làm 2 nhóm lớn: bản đồ địa lý chung và bản đồ chuyên đề

Bản đồ địa lý chung: là bản đồ địa lý biểu thị toàn bộ các yếu tố cơ bản của lãnh

thổ.

Bản đồ chuyên đề: là bản đồ chỉ nói về một chuyên ngành, một bộ môn.

2. Theo tỷ lệ

Phân ra thành các bản đồ tỷ lệ lớn, trung bình và tỷ lệ nhỏ. Sự phân loại bản đồ

này có tính chất tương đối, không cố định, phụ thuộc vào nhóm nội dung. Đối với bản đồ

địa lý chung phân ra:

- Bản đồ địa lý chung tỷ lệ trung bình: 1:200000- 1:1000000 bản đồ hình

khái quát.

- Bản đồ địa lý chung tỷ lệ nhỏ <1:1000000 bản đồ khái quát

- Bản đồ địa lý tỷ lệ lơn >1:200000 bản đồ địa hình

- Các bản đồ địa hình lại phân thành:

+ Bản đồ địa hình tỷ lệ nhỏ 50,100 T

+ Bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình 10,25T

+ Bản đồ địa hình tỷ lệ lớn 5.2T

- Sơ đồ 1:1000, 1:500

3. Mục đích sử dụng

- Bản đồ nhiều mục đích sử dụng

15

- Bản đồ chuyên môn. Dùng để giải quyết những nhiệm vụ nhất định hoặc

đáp ứng các đối tượng sử dụng nhất định.

Thuộc vào loại này có các bản đồ:

Các bản đồ tra cứu

Bản đồ giáo khoa

Bản đồ quân sự

Bản đồ du lịch

Bản đồ giao thong

Bản đồ đánh giá thiết kế

Bản đồ dự báo

4. Theo mức độ bao quát lãnh thổ

Phân ra bản đồ bao quát thế giới, châu lục, khu vực, quốc gia, tỉnh…

5. Theo tính chất sử dụng

- Bản đồ treo tường

- Bản đồ Atlat

6. Phân loại theo đề tài

Theo đề tài các bản đồ chuyên đề được phân làm

Các bản đồ tự nhiên

Bản đồ các hiện tượng xã hội

Bản đồ kỹ thuật

Sự phân loại trên bản đồ có tính chất tương đối tùy theo mục đích sử dụng mà các

yếu tố nội dung của bản đồ chuyên đề có thể thay đổi.

2.2.6. Các phương pháp biểu thị hiện tượng trên bản đồ (các phương pháp bản đồ)

Khi thành lập bản đồ - bản đồ chuyên đề người ta sử dụng các phương pháp khác

nhau để thể hiện các yếu tố nội dung. Mỗi phương pháp có thể sử dụng độc lập hoặc sử

dụng phối hợp với các phương pháp khác, các phương pháp bản đồ được xây dựng căn

cứ vào đặc điểm của hiện tượng, sự vật và đặc điểm phân bố của chúng trong khu vực.

a. Phương pháp đường đẳng trị

Dùng trong trường hợp cần biểu thị trên bản đồ các hiện tượng có sự thay đổi đều

đặn và có sự phân bố liên tục như: Độ cao mặt đất, nhiệt độ không khí, lượng mưa,…

Đường đẳng trị là những đường cong điều hòa nối liền các điểm có cùng trị số của hiện

16

tượng. Sự vật được thể hiện tùy theo hiện tượng, sự vật được biểu thị mà đường đẳng trị

có thể có các tên gọi riêng.

- Đường đẳng cao (bình độ, đồng mức) nối liền các điểm có tọa độ cao tuyệt

đối tương đối giống nhau.

- Đường đẳng sâu

- Đường đẳng áp

- Đẳng trị thiên cùng độ lệch từ tính,…

Để xây dựng đường đẳng trị cần phải có đủ số lượng để các điểm trên bản đồ có

các giá trị hoặc chỉ số được xác định. Nối liền các điểm có giá trị như nhau. Kết hợp với

phương pháp nội suy, ngoại suy bằng những đường cong đều đặn ta có các đường đẳng

trị. Giá trị của các đường đẳng trị được ghi ở đầu hoặc giữa đường; đôi khi người ta tô

màu vào khoảng giữa các đường đẳng trị. Phương pháp đường đẳng trị cho phép ta xác

định chỉ số của hiện tượng được biểu thị ở bất kỳ điểm nào trên bản đồ. Dựa theo sự

phân bố các đường đẳng trị ta có thể nghiên cứu đặc điểm và các quy luật phân bố biến

đổi của hiện tượng. Điều này rất rõ với trường hợp các đường đẳng cao, đẳng sâu. Bản

đồ xây dựng theo phương pháp đẳng trị cho phép ta tái hiện lại bề mặt thực tế hoặc trừu

tượng của hiện tượng, thực hiện các phép đo đạc, nghiên cứu chi tiết với độ chính xác

cao.

b. Phương pháp nền chất lượng và số lượng

Dùng để biểu thị các hiện tượng có sự phân bố liên tục. Là phương pháp biểu thị

những sự phân biệt về phương diện số lượng hoặc chất lượng của một hiện tượng nào đó

trong phạm vi lãnh thổ biểu thị bằng cách phân chia lãnh thổ đó ra những phần dựa theo

các dấu hiệu chất lượng đã xác định, mỗi phần được tô bằng một màu hoặc một dạng

hình vẽ.

c. Phương pháp khoanh vùng

Được dùng để thể hiện các đối tượng hoặc các hiện tượng phân bố tính chất cá

biệt, ví dụ sự phân bố của một số loại cây trồng hay loại động vật… thực vật hoang dại,

phân bố dân tộc thiểu số, khu vực có khoáng sản.

Phân biệt vùng phân bố tuyệt đối và vùng phân bố tương đối.

Vùng phân bố tuyệt đối: hiện tượng được biểu thị không có ở ngoài phạm

vi

17

Vùng phân bố tương đối: hiện tượng được biểu thị vẫn có ở ngoài phạm vi

nhưng đối với số lượng không đáng kể.

Trong phạm vi của từng vùng phân bố người ta tô màu, phân bố của các chấm

hoặc ký hiệu, nét gạch, ghi chú… để thể hiện nội dung ranh giới của vùng phân bố có thể

được xác định và thể hiện rõ bằng đường nét liền, nét đứt hoặc không thể hiện.

d. Phương pháp chấm điểm

Biểu thị các hiện tượng phân bố rải rác trên lãnh thổ bằng cách sử dụng các điểm

tròn kích thước như nhau và đại diện cho một số giá trị số lượng của các hiện tượng biểu

thị giá trị đó gọi là trọng lượng của các điểm. Các điểm được đặt trên bản đồ sẽ có sự

phân bố không đồng đều và có mật độ khác nhau tương ứng với sự phân bố thực của

hiện tượng, sự phản ánh đúng đắn sự phân bố của các đối tượng bằng phương pháp điểm

chỉ có thể đạt được nếu trên lãnh thổ tiến hành thống kê hiện tượng theo những đơn vị đủ

nhỏ.

e. Phương pháp ký hiệu đường

Dùng để thể hiện các hiện tượng và các đối tượng có dạng đường nét và những

đối tượng có dạng kéo dài mà chiếu rộng không thể hiện theo tỷ lệ bản đồ.

Ví dụ: Các đường ranh giới, đường phân thủy, đứt gãy kiến tạo, đường giao thông

sông một nét…

Các đặc trưng chất lượng, số lượng của đối tượng được truyền đạt bằng hình vẽ,

màu sắc, cấu trúc, độ rộng của ký hiệu nét.

Phương pháp ký hiệu đường chuyển động

Phương pháp này dùng để thể hiện những sự chuyển dịch khác nhau trong không

gian, ví dụ di chuyển trên lãnh thổ của một hiện tượng nào đó, như hướng gió, sự vận

chuyển hang hóa, dòng biển hướng di cư của các loài động vật…

Phương pháp biểu đồ định vị

Dùng để thể hiện những hiện tượng biến đổi theo mùa hoặc có tính chất chu kỳ.

Phương pháp ký hiệu

Dùng các ký hiệu ngoài tỷ lệ để thể hiện các đối tượng để được xác định tại các

điểm hoặc có kích thước không thể hiện được trên bản đồ hoặc diện tích của nó trên bản

đồ nhỏ hơn diện tích của ký hiệu.

18

Phương pháp này có khả năng truyền đạt được các đặc trưng chất lượng, số

lượng, cấu trúc, sự phát triển của các đối tượng và hiện tượng. Các ký hiệu có thể phân

ra làm 3 loại:

Ký hiệu hình học: có dạng hình học đơn giản (vuông, tam giác, tròn)

Ký hiệu chữ: ký hiệu gồm một, hai chữ cái đầu tiên tên gọi của đối tượng hoặc

hiện tượng

Ký hiệu trực quan: có dạng gợi cho ta liên tưởng đến đối tượng được biểu thị.

Phương pháp biểu đồ

Biểu thị các giá trị số lượng tuyệt đối của các sự vật hiện tượng trong từng đơn vị

phân chia lãnh thổ thông qua các hình vẽ biểu đồ trong từng đơn vị chia nhỏ đó. Có các

dạng biểu đồ: vuông, tròn, biểu đồ cột. Tài liệu để thành lập biểu đồ là số liệu thống kê.

Phương pháp này biểu thị được độ lớn, cấu trúc và trạng thái của hiện tượng.

Phương pháp đồ giải

Là phương pháp biểu thị các giá trị số lượng tương đối cường độ trung bình của

một hiện tượng nào đó trong từng đơn vị phân chia lãnh thổ bằng cách tô màu hoặc gạch

nét với cường độ phù hợp được thành lập theo số liệu thống kê

19

CHƯƠNG 3

CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG GIS

3.1. Mô hình dữ liệu không gianDữ liệu là trung tâm của hệ thống GIS, hệ thống GIS chứa càng nhiều thì chúng

càng có ý nghĩa. Dữ liệu của hệ GIS được lưu trữ trong CSDL và chúng được thu thập

thông qua các mô hình thế giới thực. Dữ liệu trong hệ GIS còn được gọi là thông tin

không gian, nó cho biết “vật thể ở đâu”, “hình dạng hiện tượng”, “quan hệ và tương tác”.

Đặc trưng của thông tin không gian là có khả năng:

Mô hình không gian đặc biệt quan trọng vì cách thức thông tin sẽ ảnh hưởng đến

khả năng thực hiện phân tích dữ liệu và khả năng hiển thị đồ họa của hệ thống.

3.1.1 Mô hình dữ liệu raster

Mô hình dữ liệu dạng raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một

lưới các ô vuông hay điểm ảnh (pixel). Mô hình raster có các đặc điểm:

Các điểm được xếp liên tiếp từ trái qua phải và từ trên xuống dưới.

Mỗi một điểm ảnh (pixel) chứa một giá trị.

Một tập các ma trận điểm và các giá trị tương ứng tạo thành một lớp (layer)

Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều lớp.

Mô hình dữ liệu raster là mô hình dữ liệu GIS được dùng tương đối phổ biến

trong các bài toán về môi trường, quản lý tài nguyên thiên nhiên.

Mô hình dữ liệu raster chủ yếu dùng để phản ánh các đối tượng dạng vùng là ứng

dụng cho các bài toán tiến hành trên các loại đối tượng dạng vùng: phân loại; chồng xếp.

Các nguồn dữ liệu xây dựng nên dữ liệu raster có thể bao gồm:

Quét ảnh

Ảnh máy bay, ảnh viễn thám

Chuyển từ dữ liệu vector sang

Lưu trữ dữ liệu dạng raster

Nén theo hàng (Run lengh coding)

Nén theo chia nhỏ thành từng phần (Quadtrê)

Nén theo ngữ cảnh (Fractal)

20

Việc sử dụng cấu trúc dữ liệu raster có thể dẫn đến mất một số chi tiết vì vậy hệ

thống raster-based không được sử dụng trong các trường hợp nơi có các chi tiết có chất

lượng cao được đòi hỏi.

3.1.2 Mô hình dữ liệu vector

Mô hình coi hiện tượng là tập các thực thể không gian cơ sở và tổ hợp giữa

chúng. Trong mô hình 2 chiều thì đối tượng sơ đẳng bao gồm điểm, đường và vùng, mô

hình 3 chiều còn áp dụng bề mặt 3 chiều và khối. Các đối tượng sơ đẳng được hình thành

trên cơ sở vector hay tọa độ của các điểm trong một hệ trục nào đó.

1. Kiểu đối tượng điểm (Points)

Các đối tượng đơn, thông tin về địa lý chỉ gồm cơ sở vị trí sẽ được phản ánh là

đối tượng điểm. Các đối tượng kiểu điểm có đặc điểm:

Là tọa độ đơn (x,y)

Không cần thể hiện chiều dài và diện tích

Số liệu vectỏ được biểu thị dưới dạng điểm (Point)

Tỷ lệ trên bản đồ lớn, đối tượng thể hiện dưới dạng vùng. Tuy nhiên trên bản đồ

tỷ lệ nhỏ, đối tượng này có thể thể hiện dưới dạng một điểm. Vì vậy, các đối tượng điểm

và vùng có thể được dùng phản ánh lẫn nhau.

2. Kiểu đối tượng đường (Arcs)

21

Số liệu vector biểu thị dưới dạng Arc

Đường được xác định như một tập hợp dãy của các điểm. Mô tả các đối tượng địa

lý dạng tuyến, có đặc điểm:

Là một dãy các cặp tọa độ

Một arc bắt đầu và kết thúc bởi node

Các arc nối với nhau và cắt nhau tại node

Hình dạng của arc được định nghĩa bởi các điểm vertex

Độ dài chính xác bằng các cặp tọa độ

3. Kiểu đối tượng vùng (Polygons)

Vùng được xác định bởi ranh giới các đường thẳng. Các đối tượng địa lý có diện

tích và đóng kín bởi một đường được gọi là đối tượng vùng Polygons, đặc điểm:

Polygons được mô tả bằng tập các đường (arc) và điểm nhãn (label points)

Một hoặc nhiều arc định nghĩa đường bao của vùng.

Một điểm nhãn label points nằm trong vùng để mô tả, xác định cho mỗi

một vùng.

22

Số liệu vector biểu thị dưới dạng vùng

3.1.3 Chuyển đổi cơ sở dữ liệu dạng vector và raster

Việc chọn cấu trúc của dữ liệu dưới dạng vector hoặc raster tùy thuộc vào yêu cầu

của người sử dụng, yêu cầu về không gian lưu trữ và công cụ nên đòi hỏi phải có sự

chuyển đởi cơ sở dữ liệu dạng vector và raster.

Chuyển đổi dữ liệu raster sang dữ liệu vector

Chuyển đổi dữ liệu vector sang dữ liệu raster

Sự chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector (nguồn : Tor Bernhardsen, 1992)

Quá trình biến đổi mô hình dữ liệu vector sang dữ liệu raster, hay còn gọi là raster

hóa. Biến đổi từ raster sang vector, hay còn gọi là vector hóa, đặc biệt cần thiết khi tự

động quét ảnh. Raster hóa là tiến trình chia đường hay vùng thành các ô vuông (pixcel).

Ngược lại, vector hóa là tập hợp các pixcel để tạo thành đường hay vùng. Nếu dữ liệu

23

raster không có cấu trúc tốt, thí dụ ảnh vệ tinh thì việc nhận dạng đối tượng sẽ rất phức

tạp.

3.1.4 Thuận lợi và bất lợi của hệ thống dữ liệu raster và vector

1. Thuận lợi của hệ thống cơ sở dữ liệu raster

Vị trí địa lý của mỗi ô được xác định bởi vị trí của nó trong ô biểu tượng, hình

ảnh có thể được lưu trữ trong một mảng tương xứng trong máy vi tính cung cấp

đủ dữ liệu bất kỳ lúc nào. Vì vậy mỗi ô có thể nhanh chóng và dễ dàng được định

địa chỉ trong máy theo vị trí địa lý của nó.

Những vị trí kế cận được hiện diện bởi ô kế cận, vì vậy mối liên hệ giữa các ô có

thể được phân tích một cách thuận tiện.

Quá trình tính toán đơn giản hơn và dễ dàng hơn cơ sở hệ thống dữ liệu vector.

Đơn vị bản đồ ranh giới thửa được trình bày một cách tự nhiên bởi giá trị ô khác

nhau, khi giá trị ô thay đổi, việc chỉ định ranh giới thay đổi.

2. Bất lợi của hệ thống dữ liệu raster

Khả năng lưu trữ đòi hỏi lớn hơn nhiều so với hệ thống cơ sở dữ liệu vector.

Kích thước ô định rõ sự quyết định ở phương pháp đại diện. Điều này đặc biệt

khó để cân xứng với sự hiện diện đặc tính thuộc về đường thẳng.

3. Thuận lợi của hệ thống cơ sở vector

Việc lưu trữ được đòi hỏi ít hơn hệ thống cơ sở dữ liệu raster.

Bản đồ gốc có thể được hiện diện ở sự phân giải gốc của nó.

Đặc tính phương pháp như là các kiểu rừng, đường sá, sông suối, đất đai có thể

được khôi phục lại và tiến triển một cách đặc biệt.

Điều này dễ dàng hơn để kết hợp trạng thái khác nhau của phương pháp mô tả dữ

liệu với một đặc tính phương pháp đơn.

Hệ số hóa các bản đồ không cần được khôi phục lại từ hình thức raster.

Dữ liệu lưu trữ có thể được tiến triển trong bản đồ kiểu dạng đường thẳng mà

không một raster để khôi phục vector.

4. Bất lợi của hệ thống cơ sở dữ liệu vector

Vị trí của điểm đỉnh cần được lưu trữ một cách rõ rang.

Mối quan hệ của những điểm này phải được định dạng trong một cấu trúc thuộc

về địa hình học, mà nó có lẽ khó hiểu và điều khiển.

24

Thuật toán cho việc hoàn thành chức năng thì hoàn toàn tương đương trong hệ

thống cơ sở dữ liệu raster là quá trình phức tạp và việc hoàn thành có lẽ là không

xác thực.

Sự thay đổi một cách liên tiếp dữ liệu thuộc về không gian không thể được hiện

diện như raster.

3.2. Mô hình dữ liệu thuộc tínhSố liệu phi không gian hay còn gọi là dữ liệu thuộc tính là những mô tả về đặc

tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định. Một trong các chức

năng đặc biệt của công nghệ GIS là khả năng của nó trong việc liên kết và xử lý đồng

thời giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính. Thông thường hệ thống thông tin địa lý có

4 loại số liệu thuộc tính:

Đặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể thực

hiện SQL (Structure Query Language) và phân tích.

Số liệu hiện tượng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động

thuộc vị trí xác định.

Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị,… liên quan đến các đối

tượng địa lý.

Quan hệ giữa các đối tượng trong không gian, có thể đơn giản hoặc phức tạp (sự

liên kết, khoảng tương thích, mối quan hệ đồ hình giữa các đối tượng).

25

CHƯƠNG 4

TỔ CHỨC CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG GIS

4.1. Khái niệm cơ bản về hệ cơ sở dữ liệuXét hệ thống bản vẽ máy bay bằng máy tính. Dữ liệu lưu trữ trong máy tính bao

gồm thông tin về hành khách, chuyến bay và đường bay… Mọi thông tin về mối quan hệ

này được biểu diễn trong máy thông qua việc đặt chỗ của khách hàng. Làm thế nào để

biểu diễn được dữ liệu đó và đảm bảo cho hành khách đi đúng chuyến?...

Dữ liệu nêu trên được lưu trong máy theo một quy định nào đó và được gọi là cơ

sở dữ liệu (CSDL, tiếng Anh là Database)

Phần chương trình để có thể xử lý, thay đổi dữ liệu này là hệ quản trị cơ sở dữ liệu

(HQTCSDL, Database Management System).

Theo nghĩa này HQTCSDL có nhiệm vụ rất quan trọng như là một bộ diễn dịch

(Interpreter) với ngôn ngữ bậc cao nhằm giúp người sử dụng có thể dùng được hệ thống

mà ít nhiều không cần quan tâm đến thuật toán chi tiết hoặc biểu diễn dữ liệu trong máy.

4.2. Các loại thông tin trong hệ thống thông tin địa lý Dữ liệu địa lý: bao gồm các thể loại

- Ảnh hàng không vũ trụ

- Bản đồ trực ảnh (orthophotomap)

- Bản đồ nền địa hình lập từ ảnh hàng không – vũ trụ

- 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):

Là các thông tin giải thích cho các hiện tượng địa lý gắn liền với hiện tượng địa

lý. Các thông tin này được lưu trữ dữ liệu thông thường.

4.3. Kiến trúc một hệ cơ sở dữ liệuMột CSDL được phân thành các mức khác nhau. Ở đây ta có thể xem như chỉ có

một CSDL đơn giản và có một hệ phần mềm QTCSDL.

26

Cấu trúc hệ cơ sở dữ liệu

4.3.1 Sự trừu tượng hóa dữ liệu

CSDL vật lý (mức vật lý) là các tệp dữ liệu được lưu theo một cấu trúc nào đó

trên các thiết bị nhớ thứ cấp (đĩa từ, băng từ…)

CSDL mức khái niệm là một sự biểu diễn trừu tượng của CSDL vật lý (CSDL

mức vật lý là sự cài đặt cụ thể của CSDL mức khái niệm)

Các khung nhìn (view) là cách nhìn, quan niệm của từng người sử dụng đối với

CSDL mức khái niệm. Sự khác nhau giữa khung nhìn và mức khái niệm thực chất

là không lớn.

4.3.2 Thể hiện và lược đồ của CSDL

1. Thể hiện của CSDL (INSTANCE)

Khi CSDL đã được thiết kế, người ta thường quan tâm tới “bộ khung” hay còn gọi

là “mẫu” của CSDL. Dữ liệu có trong CSDL gọi là thể hiện của CSDL, mặc dù khi dữ

liệu thay đổi trong một chu kỳ thời gian nào đó thì “bộ khung” của CSDL vẫn không

thay đổi.

CSDL luôn thay đổi mỗi khi thông tin được thêm vào hay bị xóa đi. Tập hợp các

thông tin lưu trữ trong CSDL tại một thời điểm nào đó được gọi là một thể hiện của

CSDL.

2. Lược đồ của CSDL (Scheme)

27

Người sử dụng 1 Khung nhìn 1

Người sử dụng 2 Khung nhìn 2

Người sử dụng n Khung nhìn n

CSDL mức khái

niệm

CSDL mức vật lý

Hệ quản trị CSDL

Thiết kế tổng quan của CSDL được gọi là lược đồ (sơ đồ) của CSDL. Lược đồ

của CSDL ít khi bị thay đổi. Trong một ngôn ngữ lập trình nó tương ứng với các tập định

nghĩa của các kiểu dữ liệu.

Thường “bộ khung” nêu trên bao gồm một số danh mục hoặc chỉ tiêu hoặc một số

kiểu của các thực thể trong CSDL. Giữa các thực thể có thể có mối quan hệ nào đó, thuật

ngữ “lược đồ” được dùng thay thế cho “bộ khung”. Lược đồ khái niệm là bộ khung của

CSDL mức vật lý, khung nhìn được gọi là lược đồ con (Subscheme)

3. Lược đồ khái niệm và mô hình dữ liệu

Lược đồ khái niệm là sự biểu diễn thế giới thực bằng một ngôn ngữ phù hợp, hệ

QTCSDL cung cấp ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu cho lược đồ con để xác định lược đồ

khái niệm. Đây là ngôn ngữ bậc cao có khả năng mô tả lược đồ khái niệm bằng cách biểu

diễn của mô hình dữ liệu.

4.4. Tính độc lập dữ liệu (Data independence) Định nghĩa tính độc lập dữ liệu

Tính độc lập dữ liệu là tính bất biến của các hệ ứng dụng đối với các thay đổi

trong cấu trúc lưu trữ và chiến lược truy xuất với CSDL.

Phân loại tính độc lập dữ liệu

Từ khung nhìn, tới CSDL khái niệm và CSDL vật lý cho thấy có hai mức “độc lập

dữ liệu”

Độc lập dữ liệu mức vật lý

Lược đồ có thể thay đổi do người quản trị CSDL mà không cần thay đổi lược đồ

con. Việc tổ chức lại CSDL vật lý (thay đổi các tổ chức, cấu trúc dữ liệu trên các thiết bị

nhớ thứ cấp) có thể làm thay đổi hiệu quả tính toán của các chương trình ứng dụng

nhưng không đòi hỏi phải viết lại các chương trình đó.

Độc lập dữ liệu ở mức logic

Mối quan hệ giữa các khung nhìn và lược đồ khái niệm là độc lập dữ liệu logic.

Khi sử dụng một CSDL, có thể cần thiết để thay đổi lược đồ khái niệm như thêm hoặc

bớt thông tin về các loại khác nhau của các thực thể đang tồn tại trong CSDL. Việc thay

đổi lược khái niệm không làm ảnh hưởng tới các lược đồ con đang tồn tại nên không cần

thiết phải thay đổi các chương trình ứng dụng.

4.5. Các mô hình dữ liệu Mô hình dữ liệu phân cấp (HIERACHICAL)

28

Mô hình dữ liệu là một cây, trong đó các nút biểu diễn các tập thực thể, giữa các

nút con và nút cha được liên hệ theo một mối quan hệ xác định. Các thủ tục truy xuất đến

một đối tượng trong mô hình là đường dẫn đi từ gốc đến từng phần tử cần xét trong cây.

Mô hình lưới (Network Model)

Mô hình cho phép dùng một mô hình trực tiếp và đơn giản cho dữ liệu. Mô hình

lưới khác mô hình phân cấp là các nhánh có thể đi qua cùng một nút.

Cả hai loại mô hình này nói chung đều khá bất tiện cho việc lưu trữ và khai thác

xử lý bởi vì tọa độ các điểm, một số cạnh phải lưu trữ nhiều lần…gây ra sự dư thừa dữ

liệu. Hệ thống còn phải lưu trữ một số lớn các con trỏ móc nối gây nên sự phức tạp trong

quá trình cập nhật, biến đổi dữ liệu…

Mô hình quan hệ (Relational Model)

Một cách đơn giản ta có thể hiểu mô hình quan hệ là một bảng 2 chiều, mỗi cột

(trường) là một thuộc tính, mỗi hàng (bộ) là một đối tượng. Với cách tổ chức như vậy

cấu trúc dữ liệu đơn giản, mềm dẻo trong xử lý và dễ dàng cho người sử dụng do đó

được nhiều người quan tâm hơn cả. Trên cơ sở mô hình dữ liệu quan hệ, đến nay đã phát

triển thêm một số loại mô hình khác nhằm mô tả và thể hiện thế giới thực một cách chính

xác và phù hợp hơn như mô hình quan hệ thực thể (Entily Relationship Model), mô hình

dữ liệu hướng đối tượng (Object Oriented Model).

4.6. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu của GIS4.6.1 Giới thiệu

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là hệ thống quản lý, lưu trữ, bảo trì toàn bộ cơ sở dữ

liệu. Hệ quản trị cơ sở dự liệu cũng cung cấp các công cụ cho phép người dùng hỏi đáp,

tra cứu và tác động vào cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu cho một hệ thống GIS bao gồm 2 cơ

sở dữ liệu chính:

Cơ sở dữ liệu địa lý (không gian)

Cơ sở dữ liệu thuộc tính (phi không gian)

Thông thường hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS được xây dựng bao gồm 3 hệ quản trị

cơ sở dữ liệu con:

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho cơ sở dữ liệu địa lý

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ ở mức tra cứu, hỏi đáp.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu thuộc tính.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho dữ liệu không gian bao gồm các hệ thống con sau:

29

Hệ thống nhập bản đồ

Hệ thống hiển thị bản đồ

Hệ thống tra cứu, hỏi đáp cơ sở dữ liệu

Hệ thống phân tích địa lý

Hệ thống phân tích thống kê

Hệ thống đầu ra

4.6.2 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS

1. Hệ thống nhập bản đồ

Hệ thống cung cấp các công cụ để số hóa các đối tượng trên bản đồ. Hiện nay tồn

tại hai phương pháp để chuyển bản đồ giấy thành bản đồ số:

- Số hóa bản đồ: dùng bản vẽ (digitizer) đi lại các đối tượng bản đồ giấy để

lấy dữ liệu đầu vào.

- Vector hóa bản đồ: bản đồ được quét vào thành dạng file ảnh (scannning)

sau đó chuyển sang dạng vector (vectorizing).

2. Hệ thống hiển thị bản đồ

Hệ thống cung cấp các khả năng hiển thị bản đồ trên màn hình cho người sử dụng

xem. Hiện nay chức năng hiển thị bản đồ đều có khả năng cung cấp cách nhìn 3 chiều

(3D). Bản đồ sẽ được hiển thị sinh động trực quan hơn.

3. Tra cứu, hỏi đáp cơ sở dữ liệu

Hệ thống cung cấp các công cụ cho người sử dụng tra cứu, hỏi đáp, lấy các thông

tin cần thiết trong cơ sở dữ liệu ra.

4. Hệ thống xử lý, phân tích địa lý

Đây là hệ thống thể hiện rõ nhất sức mạnh của GIS. Hệ thống cung cấp các công

cụ cho phép người dùng xử lý, phân tích dạng dữ liệu không gian. Từ đó ta có thể sản

sinh ra các thông tin mới (thông tin dẫn suất).

5. Hệ thống phân tích thống kê

Hệ thống cung cấp các công cụ thống kê trên dữ liệu không gian cũng như dữ liệu

thuộc tính.

6. Hệ thống in ấn bản đồ

30

Hệ thống có nhiệm vụ in các bản đồ ra các thiết bị ra thông dụng như máy in

(printer), máy vẽ (plotter). Yêu cầu với hệ thống này là tương thích với nhiều thiết bị

ngoại vi hiện có trên thị trường.

31

CHƯƠNG 5.

THỰC HIỆN DỰ ÁN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS

5.1. Nguyên tắc thiết kế hệ thống thông tin địa lýDự án hệ thống thông tin địa lý chỉ có thể thành công trên cơ sở đã chuẩn bị đầy

đủ các điều kiện trợ giúp cần thiết của các cơ sở ứng dụng hệ thống. Nguyên tắc chung

để thiết kế hệ thống thông tin địa lý là: “Các ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý

quyết định các thành phần và chức năng của hệ thống thiết kế”. Tại đây thuật ngữ “hệ

thống” được hiểu bao gồm cả phần cứng và phần mềm cũng như nội dung cơ sở dữ liệu,

cấu trúc của nó, nhân sự và hệ thống tổ chức, tài chính.

Quá trình thiết kế hệ thống thông tin địa lý là một quá trình lặp lại, chuyển từ ý

tưởng đến khái niệm, từ thiết kế sơ bộ đến thiết kế chi tiết và sau đó là cụ thể hóa. Cơ sở

dữ liệu là nền tảng để thực hiện các ứng dụng khác. Do vậy, xây dựng cơ sở dữ liệu của

hệ thống thông tin địa lý là một công việc lâu dài nhất và tốn kém nhất. Việc xác định

32

nội dung và độ chính xác của nó trong suốt quá trình hoạt động, phù hợp với tính chất

của các ứng dụng hệ thống thông tin địa lý là một trong những bước quan trọng của thiết

kế hệ thống. Sau đó đến thiết kế chi tiết cơ sở dữ liệu sẽ tùy thuộc vào phần mềm của hệ

thống thông tin địa lý dùng trong việc xử lý và thực hiện chức năng lưu trữ số liệu.

Các chức năng của hệ thống có thể xác định không phụ thuộc vào các phần mềm

và phần cứng cụ thể như: xử lý, thao tác cơ sở dữ liệu đồ họa và phi đồ họa, mô hình

hóa, khả năng phân tích và tổng hợp. Giữa nội dung của các ứng dụng đã chọn và thiết

kế hệ thống phải xác định các mối tương quan sau:

- Hệ thống có tối ưu hay không cho việc tiếp nhận các bản vẽ và bản đồ.

- Có đảm bảo xử lý thông tin không gian được không trong các tổ hợp của

nhiều yếu tố thể hiện bằng các vùng hoặc chuyển đổi và thay đổi kiểu liên

kết cũng như kích thước của chúng.

- Các nét hình ảnh miêu tả đúng hình dạng thực tế thể hiện

- Các nét hình ảnh được sử dụng trong thể hiện kiểu dáng địa vật

- Có nhiều người sẽ sử dụng cơ sở dữ liệu

- Hệ tập trung hay phân tán sẽ phù hợp tốt nhất để giao diện với người sử

dụng

- Hệ thống có cung cấp các chức năng xử lý khác phi hình học.

Những câu trả lời cho các vấn đề trên sẽ hình thành một khái niệm cấu hình hệ

thống, phần cứng, hệ điều hành, một hay nhiều phần mềm, sự liên kết giữa các máy tính.

5.2. Các bước triển khai thực hiện ứng dụng công nghệ GISThực thi một dự án hệ thống thông tin địa lý là một quá trình tổng hợp phức tạp.

Giá thành có thể là hàng trăm đến hàng triệu đôla. Thông thường để thực thi thành công

một hệ thống thông tin địa lý ta phải thực hiện các bước sau và chia thành năm giai đoạn:

1. Khái niệm

1/ Phân tích yêu cầu, nhiệm vụ

2/ Xác định tính khả thi của dự án

2. Thiết kế

3/ Kế hoạch thực hiện

4/ Thiết kế hệ thống

5/ Thiết kế cơ sở dữ liệu

3. Phát triển33

6/ Tiếp nhận hệ thống

7/ Xây dựng và thu nhận cơ sở dữ liệu

8/ Tổ chức nhân sự và đào tạo

9/ Chuẩn bị cho hệ thống hoạt động

10/ Chuẩn bị văn phòng nơi làm việc

4. Thao tác

11/ Cài đặt hệ thống

12/ Dự án thử nghiệm

13/ Chuyển đổi số liệu

14/ Phát triển ứng dụng

15/ Chuyển đổi sang hoạt động tự động

5. Kiểm nghiệm

16/ Xem xét lại hệ thống

17/ Mở rộng hệ thống

SƠ ĐỒ QUAN HỆ CỦA CÁC GIAI ĐOẠN THỰC HIỆN

Bước 1: Phân tích

Phân tích yêu cầu là một bước đảm bảo cho việc thực thi hệ thống thông tin địa lý

thành công. Việc phân tích bao gồm xác định những hoạt động, tác động phải dựa vào

bản đồ và thông tin địa lý trong công việc của cơ quan cùng với sự lưu ý tới cả 2 loại

thông tin không gian và thông tin thuộc tính của các địa lý. Trong nhiều trường hợp,

thông tin thuộc tính gắn liền với thông tin địa lý là mối quan tâm chính của những hoạt

động quản lý chuyên ngành và điều hành chính của quản lý, lưu giữ và xử lý thông tin

trong cơ quan, các yêu cầu của cơ quan về hệ thống thông tin địa lý phải được nghiên

34

KHÁI NIỆM THIẾT KẾ

PHÁT TRIỂN

THAO TÁC

KIỂM NGHIỆM

cứu kỹ lưỡng và xác lập từ những phân tích cấu trúc hoạt động của hệ thống thông tin

địa lý và dự kiến trong điều kiện phát triển trong tương lai.

Đánh giá các nhu cầu cần thiết phải thực hiện nghiêm túc và khoa học. Tối thiểu

phải phân tích 7 loại yêu cầu sau đây của hệ thống thông tin địa lý:

- Các chức năng xử lý

- Nội dung số liệu

- Chuẩn hóa số liệu và đặc điểm

- Các chức năng xử lý

- Các ứng dụng và sản phẩm của hệ thống

- Khả năng và nhiệm vụ vủa phần mềm

- Thiết bị phần cứng và khả năng của nó

- Các phương tiện truyền thông

Phân tích yêu cầu có thể dùng các loại các kỹ thuật khác nhau bao gồm cả phỏng

vấn, hội thảo, trắc nghiệm và mô hình hóa. Mục đích của việc phân tích là xác định các

yêu cầu hiện tại và trong tương lai của hệ thống thôn tin địa lý. Trên cơ sở nhận thức và

thông tin được cung cấp bởi đội ngũ nhân sự hiện tại. Tuy nhiên bởi vì những người này

có thể chứ thấu hiểu về công nghệ hệ thống thông tin địa lý cho nên cần phải cung cấp

cho họ một kiến thức cơ bản chung thông qua đào tạo, hội thảo, ấn phẩm về hệ thống

thông tin địa lý và các phương tiện giáo dục khác nhau. Quá trình xác định yêu cầu đòi

hỏi phải dựa trên cơ sở lợi ích của hệ thống thông tin địa lý trong tổ chức và phân định

chúng thành các mức độ và lĩnh vực chức năng ứng dụng.

Phỏng vấn là phương pháp chính để thu thập những thông tin yêu cầu. Các thông

tin đó có thể được cấu trúc hóa theo các đòi hỏi nhất định hay cấu trúc hóa tùy theo điều

kiện cụ thể của tổ chức mà người phỏng vấn hướng dấn thảo luận theo chủ đề đã nêu ra.

Một hoặc nhiều nhà phân tích có thể hiểu biết về công nghệ hệ thống thông tin địa lý sẽ

tiến hành các cuộc phỏng vấn, đồng thời nhà phân tích cũng phải có hiểu biết về tổ chức

và các chức năng hoạt động của nó. Về từng chức năng của cơ quan phải được thảo luận

và làm rõ mục đích, lĩnh vực quản lý và các khía cạnh kỹ thuật. Với sự hướng dẫn của

các cá nhân hay một nhóm người, các cuộc phỏng vấn sẽ được mô tả lại toàn bộ nhiệm

vụ của tổ chức, hoạt động hiện tại và các vấn đề gặp phải. Trong quá trình phỏng vấn các

loại bản đồ và các tư liệu trợ giúp phải được tập hợp và xem xét, xác định môi trường

hoạt động và năng lực của tổ chức.35

Phỏng vấn là công việc khá tiêu tốn thời gian và sức lao động. Sẽ mất khá nhiều

thời gian đối với những tổ chức giữ vai trò chính trong việc phát triển hệ thống thông ti

địa lý, đối với các tổ chức khác nên hạn chế tối thiểu các cuộc hội thảo, phỏng vấn.

Để cuộc thu thập thông tin về bản đồ, số liệu và các nhu cầu ứng dụng có thể sử

dụng các cuộc trắc nghiệm, các hình ảnh bản đồ, các mô tả bằng bản đồ hiện tại, tỷ lệ,

khối lượng số liệu và các thông tin khác dễ dàng ghi nhận từ những người tham gia các

cuộc trắc nghiệm để thiết kế theo mục đích. Tương tự các thông tin về giá thành và tiềm

năng của tổ chức thông thường thu nhận từ các phiếu trắc nghiệm.

Mô hình bảng hoặc bảng biểu kiểm tra của các chức năng và các yêu cầu có thể

kiểm chứng và phân tích các thông tin đã thu thập. Các mô hình được dùng để phân tích

số liệu và các thông tin bản đồ, đòi hỏi mối liên quan của số liệu, xử lý và các chức năng

hiển thị cùng với các thiết bị phần cứng.

Các thông tin yêu cầu được tạo thành văn bản để dùng trong các bước sau. Đây là

bước đầu tiên cung cấp toàn bộ thông tin cho các bước như thiết kế, phát triển ứng dụng

và thực hiện. Văn bản diễn tả thành phần tham gia, mục tiêu của hệ thống, số liệu đầu

vào, xử lý, tra cứu, hiển thị yêu cầu, số liệu không gian và phi không gian, yêu cầu chức

năng và khả năng phần cứng. Sau khi các bên liên quan tham gia xem xét, khẳng định và

sửa đổi theo các kiến nghị sẽ hình thành bản báo cáo cuối cùng.

Nhân sự trong hệ thống thông tin địa lý và các chuyên gia bên ngoài cần phối hợp

với nhau để thực hiện các phân tích yêu cầu nhằm tạo ra cầu nối giữa công nghệ hệ

thống thông tin địa lý và người sử dụng chưa có hiểu biết nhiều về hệ thống thông tin địa

lý. Các nhà phân tích phải chỉ ra các thông tin cần thiết phụ thuộc vào mức độc của tổ

chức, số lượng tổ chức than gia vào sự tổng hợp của hệ thống thông tin địa lý.

Phân tích yêu cầu được thực hiện từ một ban am hiểu và giàu kinh nghiệm cũng

sẽ đóng một vai trò giáo dục quan trọng trong lĩnh vực phổ biến công nghệ hệ thống

thông tin địa lý cho những người sử dụng và các thành phần tham gia. Bình thường thời

gian phân tích yêu cầu là 4-6 tháng.

Bước 2: Xác định tính khả thi.

Hầu hết các cơ quan phải tính toán tính khả thi của dự án hệ thống thông tin địa lý

trước khi tiến hành đầu tư chính thức. Xác định tính khả thi là dẫn chứng tổng thể chung

các chỉ tiêu, quy mô mà hệ thống thông tin địa lý ứng dụng thực tế, đánh giá giá thành và

36

tính hiệu quả của nó. Phạm vi nghiên cứu tính khả thi phụ thuộc vào kích thước, sự phức

tạp của cơ quan và tính đa dạng của tiềm năng ứng dụng hệ thống thông tin địa lý. Một

cơ quan lớn hoặc đa ngành hệ thống thông tin địa lý thông thường đòi hỏi một số phân

tích rộng lớn bao quát, trong khi đó một cơ quan đơn lẻ dùng hệ máy vi tính (PC-hệ

thống thông tin địa lý) có thể chỉ cần vài giờ đồng hồ khảo sát để chuẩn bị một báo cáo

về thành quả của nó.

Nghiên cứu khả thi được dựa trên cơ sở của thông tin phân tích yêu cầu. Thông

tin về các hoạt động hiện tại được dùng để thiết kế một đường dây cơ sở điều kiện, tiếp

nhận và đảm bảo các phương pháp quản lý hiện thời sẽ được tiếp tục công việc. Các yêu

cầu được dùng để chọn các cấu hình của hệ thống thông tin địa lý và cơ sở dữ liệu cho

cơ quan, những khái niệm thiết kế này đưa đến một cơ sở cho việc đánh giá hiệu quả và

tập trung về việc xử lý CSDL, phạm vi hoặc cấu hình tối thiểu của hệ thống thông tin địa

lý.

Giá thành của phần cứng và phần mềm, xây dựng CSDL, bảo trì và hoạt động của

hệ thống thông tin địa lý trong một giai đoạn xác định phải được tính toán cho từng lựa

chọn. Tính toán giá thành phải đưa ra một khoảng xác định trên cơ sở tính toán từ một số

hãng kinh doanh hệ thống và CSDL mà chúng thỏa mãn yêu cầu của cơ quan, giá thành

hoạt động bao gồm một đội ngũ nhân sự cốt cán quản lý và cung cấp trợ giúp hệ thống,

CSDL của nó và phát triển, bảo trì các chương trình ứng dụng của hệ thống thông tin địa

lý. Việc đánh giá giá thành của hệ GIS phải bao gồm việc xác định cả hai bước thành

phần:

- Chi phí lao động thực tế

- Hiệu quả đầu tư

Giá thành và hiệu quả của lựa chọn cấu hình hệ thống thông tin địa lý được tính

và sau đó so sánh với giá thành của hoạt động hiện tại. Sự so sánh sẽ mở rộng theo thời

gian cho đến thực hiện đầy đủ các thành phần của hệ thống thông tin địa lý cùng với

CSDL của nó và đưa vào hoạt động hoàn thành. Thông thường thời gian thực hiện một

dự án hệ thống thông tin địa lý đòi hỏi từ 2-5 năm. Phân tích khả thi do vậy có thể phải

bao hàm từ 7-10 năm chu kỳ sống của hệ thống thông tin địa lý. Tính khách quan và tin

cậy là các chỉ tiêu của phân tích tính khả thi. Trong một số trường hợp nghiên cứu khả

thi được thực hiện bởi những người hoặc tổ chức muốn điều chỉnh việc thu nhận của hệ

37

thống chút ít. Trong các trường hợp khác được định hướng để thu nhận cả khối của hệ

thống.

Việc hình thành khái niệm gần đúng của hệ thống thông tin địa lý thiết kế và đánh

giá lợi ích, giá thành đòi hỏi một trình độ chuyên gia cao. Cần phải thâm nhập vào thông

tin của hệ thống và giá thành các số liệu không có trong cơ quan.

Thời gian nghiên cứu khả thi thường từ 6-9 tháng hoặc nhiều hơn tùy thuộc vào

tình hình yêu cầu của từng hệ thống thông tin thiết kế.

Kết quả nghiên cứu khả thi đóng vai trò thuyết phục các nhà quản lý, lãnh đạo và

dân biểu trong việc ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý.

Bước 3: Kế hoạch triển khai

Triển khai công nghệ hệ thống thông tin địa lý thông thường phải thực hiện hàng

loạt các nhiệm vụ của các ngành, bao gồm cả hệ thống nhà đất và hợp đồng. Lập kế

hoạch tỉ mỉ cho từng hoạt động.

Kế hoạch triển khai cung cấp cho toàn bộ các thành viên tham gia hiểu rõ vai trò

của họ và sự liên quan giữa các nhiệm vụ, xác định và kiểm tra toàn bộ các bước trong

quá trình thực hiện như sau:

Xác định và mô tả nhiệm vụ riêng rẽ

Xác định trách nhiệm cho mỗi nhiệm vụ

Chỉ ra nguồn tài nguyên cam kết

Xác định mối liên quan giữa các nhiệm vụ

Xác định sản phẩm và chất lượng

Thành lập bảng, biểu đồ thực thi.

Kế hoạch phải lập cụ thể cho từng yếu tố quản lý, cho phép dễ dàng cập nhật và

kiểm tra, báo cáo tình hình tiến triển trong quá trình thực hiện. Ngoài ra còn phải có sơ

đồ lưới thể hiện sự liên quan giữa các nhiệm vụ, thời gian và tiến độ thực hiện và các ghi

chú cần thiết. Đảm bảo là một công cụ cơ sở trợ giúp ban quản lý và kiểm tra toàn bộ

công việc và các nguồn tài nguyên phục vụ cho hệ thống thông tin địa lý. Kế hoạch thực

thi được xây dựng trên cơ sở các thông tin từ nghiên cứu tiền khả thi về cấu hình hệ

thống, nội dung cơ sở dữ liệu, dự toán giá thành và các ngành tham gia trong hệ thống

thông tin địa lý. Kế hoạch triển khai của công nghệ GIS chỉ có ý nghĩa thực thi khi và chỉ

khi nó có thông tin cụ thể sau đây:

- Từng công việc và mô tả chi tiết của nó;

38

- Tên và số lượng công việc, trách nhiệm của các tổ chức bên ngoài tương ứng cụ

thể;

- Vốn và nhân lực cho từng giai đoạn;

- Sản phẩm của từng công nghệ và từng giai đoạn;

- Sự liên quan giữa công việc, sự điều phối và thống nhất giữa các thành phần

tham gia và quyết định của các nhà lãnh đạo.

Kế hoạch được thành lập từ những nhà chuyên môn có sự am hiểu và kinh

nghiệm về xây dựng hệ thống thông tin địa lý trước đó, hiểu rõ toàn bộ công việc và

sành sỏi trong công việc và xác định những tài nguyên cần thiết để thực hiện cho từng

công việc. Đó là công việc tổng hợp phức tạp và có thể mất hàng tháng thời gian mới có

thể hoàn thành từ những nhà lập kế hoạch giàu kinh nghiệm.

Trong quá trình thực hiện có thể nảy sinh các vấn đề phát sinh, do vậy cần phải

phối hợp điều chỉnh giữa các ngành tham gia hệ thống thông tin đại lý.

Bước 4: Thiết kế hệ thống

Hệ thống địa lý được thực hiện bằng việc đưa vào ứng dụng một hệ thống phần

cứng và phần mềm hiện có, có nhiều hệ thống thông tin địa lý đang có trên thị trường,

mỗi hệ đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng biệt đối với yêu cầu cụ thể của từng cơ

quan. Việc chọn một hệ thống có thể là một quá trình chính thức. Bởi vì có nhiều hệ

thống đưa ra do vậy tại giai đoạn này cần xác định rõ các thiết bị cụ thể, chọn model và

phần mềm nào? Mô tả cụ thể phần cứng, phần mềm sẽ dùng cùng với khả năng và chức

năng của nó. Tập hợp các thông tin chi tiết về các loại bản đồ, số liệu và các yêu cầu xử

lý. Mô tả các loại thông tin đầu vào và đầu ra, số lượng thiết bị phần cứng và ngoại vi,

cách móc nối giữa các máy tính, có thành lập mạng hay không?

Để đảm bảo thu được kết quả tốt nhất trong công việc thiết kế chi tiết hệ thống

đòi hỏi nhóm thiết kế cần am hiểu sâu sắc về phần cứng và phần mềm. Mạng máy tính

và truyền thông tham gia thực hiện, thời gian thực hiện việc thiết kế hệ thống phụ thuộc

vào khối lượng và sự phức tạp của hệ thống mà người sử dụng đã đặt ra, có thể là từ 6-9

tháng.

Bước 5: Thiết kế cơ sở dữ liệu

Thiết kế chi tiết cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý được tiến hành song

song với việc thiết kế hệ thống. Thiết kế chi tiết CSDL là xác định rõ ràng đặc điểm kỹ

thuật khi tạo và bảo trì CSDL. Hướng dẫn chi tiết việc thu thập số liệu và mã hóa chúng

39

cần thiết cho hệ thống thông tin địa lý. Việc thiết kế CSDL phải xác định cụ thể nội

dung, đặc điểm kỹ thuật, mối liên quan và nguồn tư liệu hợp nhất trong CSDL của hệ

thống thông tin địa lý. Mô tả chi tiết về từng chuyên đề số liệu sẽ được đưa vào CSDL

như số liệu quy hoạch, đo đạc, tài nguyên, địa giới, hành chính, khả năng tiện ích v.v…

Thiết kế chi tiết là một sự tinh lọc và gia tăng của ý tưởng thiết kế trong nghiên cứu khả

thi. Mỗi nguồn tư liệu phải được xác định rõ ràng những thông tin yêu cầu đã có sẵn và

độ tin cậy của nó cũng như khả năng mã hóa chúng.

Trong văn bản thiết kế phải xác định rõ những thông tin bản đồ và phi bản đồ

cùng với các đặc tính chung của nó. Sự liên quan giữa các thông tin rất quan trọng và đặc

biệt là sự đồng dạng và sự liên kết giống như mối quan hệ ngoài thực tế. Phải xác định

độ chính xác cần thiết của các thông tin và sự thống nhất của các đối tượng trong các lớp

đối tượng khi thu thập chúng. Xác định, tìm kiếm các nguồn tư liệu và các phương pháp

thu thập cho từng loại thông tin bản đồ và thông tin thuộc tính theo yêu cầu đã thiết kế.

Nếu không tìm thấy được nguồn tư liệu yêu cầu phải lựa chọn quyết định hoặc hủy bỏ

thông tin hay lớp thông tin đó trong CSDL thiết kế hoặc thu nhận chúng từ tư liệu hàng

trắc (chụp ảnh hàng không) hay từ đo đạc thực địa mới. Sao chép toàn bộ tư liệu đã có và

chuyển lại cho người quản lý dự án dùng để tham khảo trong suốt quá trình thực thi xây

dựng hệ thống thông tin địa lý.

Tài liệu thiết kế là sự nhìn nhận, xem xét tiềm năng cung cấp và ứng dụng những

số liệu của hệ thống thông tin địa lý từ người sử dụng để chỉnh sửa và thay đổi các nguồn

tư liệu, trên thực tế việc thiết kế được thực hiện từ một hay một nhóm từ 2-3 người có

kinh nghiệm và am hiểu về phương pháp CSDL của hệ thống thông tin địa lý, bản đồ và

xử lý thông tin đồ họa. Thời gian để thiết kế CSDL của hệ thống thông tin địa lý phức

tạp có thể mất 4-6 tháng.

Việc thu thập và xác định các nguồn tư liệu sẽ thường xảy ra vấn đề là trong hầu

hết các cơ quan, các loại bản đồ hiện có và có các nguồn tư liệu đề nằm rải rác, phân tán

tại nhiều đơn vị và không thống nhất khuôn dạng chuẩn nào cả, thậm chí có trường hợp

mâu thuẫn và hoàn toàn không khớp với nhau khi ghép nối. Thực tế sẽ xảy ra khi thu

thập các số liệu thuộc tính ta phải giải quyết sao cho khuôn dạng của số liệu phù hợp

hoặc chuyển đổi để phù hợp với một cấu trúc dữ liệu cụ thể của phần mềm quản lý

nhưng vẫn giữ được mối quan hệ logic với các đối tượng địa lý.

40

Người lãnh đạo cơ quan sử dụng hệ thống thông tin địa lý nên quyết định về mức

độ của độ chính xác, sự cần thiết và mức độ ảnh hưởng đó phải dựa trên cơ sở của các

yêu cầu kỹ thuật trong các ứng dụng sẽ thực hiện cùng với giá thành cho phép, càng tăng

độ tin cậy, độ chính xác thì giá thành càng cao. Russell White đã đưa ra công thức sau

đây:

Giá thành = diện tích x mật độ x hình ảnh x phương pháp

Dùng các phương pháp khác nhau sẽ thu được các mức độ khác nhau về độ chính

xác, từ đó sẽ thu được các lợi ích giá thành phù hợp với yêu cầu đặt ra. Tóm lại, giá

thành xây dựng CSDL cho GIS phụ thuộc vào bốn yếu tố cơ bản: phạm vi, độ chính xác,

mức độ chi tiết và phương pháp xây dựng.

Bước 6: Tiếp nhận hệ thống.

Thu nhận phần cứng, phần mềm của hệ thống thông tin địa lý thường là tiêu điểm

chính của một dự án hệ thống thông tin địa lý; mục đích của bước này là thu nhận phần

cứng của hệ thống thông tin địa lý hiệu quả nhất, phần mềm và các trợ giúp tiên tiến nhất

trên thị trường với giá cả hợp lý. Hệ thống có thể được thu nhận theo các cách khác

nhau. Thông thường các cơ quan đã chọn một hệ thống thông tin địa lý từ khi lập dự án

cùng với sự tương thích của hệ thống xác định. Quá trình thu nhận hệ thống sẽ sử dụng

những chỉ dẫn tại thiết kế chi tiết ở bước 4 để chuẩn bị cho các yêu cầu đã đề ra.

Bởi vì có nhiều hệ thống trên thị trường nên việc lựa chọn phải căn cứ vào các đề

nghị thực tiễn. Trước tiên là chuẩn bị phần cứng theo kiểu loại của thiết bị như trạm làm

việc, bộ xử lý, máy vẽ, thiết bị truyền tin v.v…và khả năng của chúng như độ phân giải,

tốc độ, dung lượng và các thông tin khác cùng với số lượng cần thiết. Xác định phần

mềm theo các chức năng yêu cầu đã thống nhất và môi trường làm việc của nó như hệ

điều hành, hệ xử lý không gian, hệ quản trị số liệu và ứng dụng của phần mềm. Xác định

các thiết bị cần thiết và phần mềm để liên kết tạo mạng giữa các máy tính. Toàn bộ

những xác định trên được tạo thành báo cáo theo một kiểu mẫu có sẵn và sẽ thông qua

tại cơ quan quản lý. Qua đó thành lập một danh sách yêu cầu theo từng danh mục như

đào tạo, bảo trì, ngày cài đặt, kế hoạch thanh toán và các hợp đồng với người cung cấp

thiết bị để xin duyệt chính thức. Sau đó người cung cấp hệ thống thông tin địa lý sẽ được

mời đến và cho ý kiến về những đề nghị chào hàng về phần cứng và về phần mềm trong

hoặc vượt ra ngoài những quy định yêu cầu đã định trước, theo thỏa thuận trên sẽ ký hợp

đồng và thời hạn cung cấp các yêu cầu giữa người bán và người mua.

41

Thành lập một đội từ 5-6 người am hiểu về phần cứng, phần mềm, truyền thông,

ứng dụng bản đồ và quản lý dữ liệu để tiến hành đào tạo theo chương trình cần thiết và

tiếp nhận, kiểm tra toàn bộ các thành phần, chức năng của hệ thống thông tin địa lý đã

thiết kế. Thời gian tiếp nhận hệ thống thường là một tháng đối với hệ thống thông tin địa

lý đơn giản và khoảng vài tháng đối với hệ thống thông tin địa lý phức tạp.

Bước 7: Thu nhận cơ sở dữ liệu

GIS có rất nhiều loại dữ liệu cần phải thu thập tùy vào mục tiêu phản ánh khác nhau của hệ thống. Trong thời gian ban đầu mới xuất hiện GIS, người sử dụng thường tự phát triển khuôn mẫu riêng để lưu trữ GIS, do vậy rất khó khăn khi chia sẻ và chuyển đổi giữa các hệ GIS với nhau. Cộng thêm việc nhập dữ liệu vào GIS rất tốn kém thời gian, thường tiêu tốn tới 80% ngân sách của dự án. Vì vậy, việc chia sẻ dữ liệu trở nên thông thường trong GIS và đẩy nhanh quá trình chuẩn hóa dữ liệu và phát sinh khái niệm dữ liệu về dữ liệu để mô tả nguồn gốc và độ chính xác của các lớp GIS. Nếu dữ liệu có sẵn không phù hợp thì phải tự số hóa bản đồ.

Dữ liệu trong GIS bao gồm dữ liệu hình học và phi hình học (các thuộc tính). Dữ liệu được thu thập trong hệ thống thông tin địa lý thường bao gồm bốn loại số liệu sau:

- Sưu tập từ ảnh hàng trắc và số hóa máy đo vẽ giải tích

- Tự động chuyển đổi các hệ thống thông tin địa lý đã có bằng bàn số hóa hay máy quét ảnh.

- Nhập từ bàn phím

- Chuyển đổi các số liệu đã có từ trước để sử dụng nhiều.

Thu nhận và xây dựng CSDL của hệ thống thông tin địa lý đòi hỏi phải ký kết các hợp đồng với một hay nhiều cơ quan (hãng) để thu thập những thông tin đã có và số hóa các thông tin bản đồ, trước khi ký các hợp đồng thu thập và số liệu phải xác định cụ thể toàn bộ các thông tin bản đồ và thông tin thuộc tính sẽ đưa và trong CSDL cùng với các chuẩn và đo tính chính xác của chúng. Mô tả các nguồn tài liệu, sản phẩm và một khuôn dạng của nó cùng với các đặc điểm thích hợp, phụ trách việc thu nhận CSDL phải là người có kinh nghiệm trong lĩnh vực phát triển CSDL. Thành lập một đội giám sát và kiểm tra các nguồn tư liệu, chất lượng sản phẩm và tiến độ thực hiện các hợp đồng đã ký kết với các tổ chức cá nhân về thu thập và số hóa thông tin cho hệ thống thông tin địa lý có thể kéo dài hàng năm tùy theo độ chi tiết và độ lớn của CSDL thiết kế.

Bước 8: Tổ chức nhân sự và đào tạo

Tổ chức và nhân sự là yếu tố chủ chốt và quyết định sự thành công của dự án hệ thống thông tin địa lý. Một khi công tác quản lý dự án hệ thống thông tin địa lý hiệu quả

42

và đội ngũ nhân sự đúng và hợp lý thì khả năng thắng lợi càng cao. Một vấn đề quan trọng trong công tác nhân sự là kỹ năng của các thao tác viên chứ không phải là số lượng, thiếu năng lực. Yếu tố quyết định sự thành công của hệ thống thông tin địa lý là chính sách và cấu trúc của dự án hệ thống thông tin địa lý. Hệ thống thông tin địa lý sẽ thực thi tại một cơ quan hay đa ngành? Nếu đa ngành thì đòi hỏi một sự liên kết cấu trúc giữa các hoạt động khác nhau nhằm tạo ra một tổ chức hoạt động chung cho toàn bộ các ngành và đòi hỏi một người quản lý thường trực để điều phối các hoạt động của các thành viên tham gia hệ thống thông tin địa lý.

Cơ cấu tổ chức có thể là cơ chế tập trung với một hệ thống thông tin địa lý chính sẽ cung cấp các dịch vụ cho các ngành khác hoặc có thể phân tán với từng ngành hệ thống thông tin địa lý hoạt động độc lập với nhau. Nếu các ngành trao đổi, sử dụng số liệu và tài nguyên với nhau thì ban tổ chức hệ thống thông tin địa lý phải thiết lập một tiêu chuẩn xác định sự tương thích của phần cứng với các thành phần của phần mềm của hệ thống.

Cấu trúc của hệ thống thông tin địa lý xác định quyền lực, trách nhiệm, nhóm câu lệnh, mức độ nhân sự và các đặc điểm quản lý, lập kế hoạch và triển khai cấu trúc tổ chức hệ thống thông tin địa lý thông thường cần phải lưu ý đến mức độ quản lý của các ngành tham gia, trong cơ cấu phân tán của hệ thống thông tin địa lý thành phần phải tuân thủ theo một cấu trúc chung cho toàn cục.

Nhân sự là những người thực hiện các công việc chức năng bao gồm người quản lý thực hiện dự án, quản lý hệ thống và quản lý cơ sở dữ liệu, nhà phân tích hệ thống, lập trình viên và thao tác viên.

Người quản lý thực hiện dự án có trách nhiệm về toàn bộ công việc các mặt của công việc thực hiện dự án, quản lý về việc tiếp nhận hệ thống phát triển và xây dựng CSDL, tiếp nhận và tổ chức đào tạo cán bộ, phát triển các chương trình ứng dụng và chuẩn bị đưa hệ thống vào việc sử dụng thực tế.

Người phụ trách hệ thống chịu trách nhiệm hàng ngày quản lý toàn bộ hệ thống và hoạt động của nó đòi hỏi phải có kinh nghiệm và hiểu biết về toàn bộ các vấn đề của công nghệ hệ thống thông tin địa lý và hoạt động của nó.

Nhiệm vụ của người quản lý hệ thống thông tin địa lý và quản lý dự án có thể phân công công việc cho một hoặc hai người, phụ thuộc vào công việc của dự án và công việc thực tế.

Quản trị CSDL có trách nhiệm quản lý các nguồn tư liệu, chất lượng bảo quản và sử dụng CSDL của hệ thống thông tin địa lý. Người này xác định CSDL và các yếu tố thành phần, phương pháp tạo ra CSDL, xác định các tiêu chuẩn chất lượng, bản quyền và các quy định truy nhập vào CSDL và các thủ tục cập nhật thông tin.

Thao tác của các hệ thống và lập trình viên có trách nhiệm phát triển, bảo trì các chương trình ứng dụng, các trợ giúp hệ thống và cách giải quyết các vấn đề phát sinh. Những người am hiểu về hệ thống thông tin địa lý, thành thạo lập trình ở các ngôn ngữ bậc cao được cung cấp từ hệ thống thông tin địa lý và các thao tác, thủ tục với CSDL.

Thao tác viên của hệ thống là những người can vẽ, kỹ sư và những người khác đã được đào tạo để sử dụng khai thác hệ thống phục vụ cho công việc của họ. Trách nhiệm

43

của họ là số hóa thông tin, biên tập và in ấn các loại bản đồ theo chuyên đề, truy nhập số liệu và thực hiện các phân tích cần thiết cho người sử dụng.

Đào tạo công nghệ thông tin địa lý giữ một vai trò đặc biệt quan trọng và ở mức độ chuyên sâu khác nhau trong một dự án hệ thống thông tin địa lý. Quản lý hệ thống thông tin địa lý và các nhân sự chủ chốt của dự án sẽ đào tạo chuyên sâu về công nghệ còn những người khác thì đào tạo về các thao tác khai thác hệ thống, việc đào tạo bao gồm các vấn đề về quản lý hệ thống, lập trình phần mềm hệ thống và các chức năng của hệ thống thông tin địa lý. Việc đào tạo về các ứng dụng và chức năng của hệ thống được tiến hành từ hãng cung cấp. Ngoài ra các nhân sự còn có thể đào tạo thông qua các nhóm làm việc, hội thảo, hội nghị, và các sự kiện về hệ thống thông tin địa lý tổ chức tại các viện, trường, và các tổ chức quốc tế.Bước 9: Công tác chuẩn bị các thủ tục hoạt động của hệ thống

Sau khi đã xây dựng một cấu trúc chung cho toàn bộ hoạt động của hệ thống, tiến

hành chuẩn bị cho hoạt động của các thủ tục về hoạt động và quản lý của hệ thống, về

bảo trì và cập nhật CSDL và các ứng dụng trong các ngành tham gia vào hệ thống thông

tin địa lý, về các sản phẩm đầu ra chuẩn cũng như sản phẩm đặc biệt của hệ thống. Cấu

trúc của hệ thống phải đảm bảo sự tương thích trong các thủ tục của các đơn vị độc lập

và giảm tối đa các thao tác thừa. Nó là cơ sở hướng dẫn thu thập thông tin cho hệ thống

thông tin địa lý lúc ban đầu thực hiện. Trên cơ sở của cấu trúc tổng thể đó, các ngành

tham gia vào hệ thống sẽ thiết kế những thủ tục riêng, tương ứng về thu thập số liệu, truy

nhập và thao tác với hệ thống thông tin địa lý, hiển thị và thành lập các loại bản đồ, báo

cáo, các sản phẩm cho người sử dụng cuối cùng, sử dụng các sản phẩm trong môi trường

xác định.

Trước khi cài đặt và đi vào hoạt động hệ thống phải xác lập các thủ tục quản lý

bao trùm lên toàn bộ các hoạt động sau:

Hoạt động hàng ngày và các thành phần hệ thống

Bảo trì thiết bị phần cứng và phần mềm

Kiểm tra dịch vụ hệ thống

Giải quyết các vấn đề phát sinh

Lưu giữ cơ sở dữ liệu và phần mềm

Cấp phát quyền sử dụng thiết bị hệ thống và truy cập hệ thống

Quản lý phần cứng và các hợp đồng bảo trì phần mềm

Trợ giúp người sử dụng

Bản quyền của việc phát triển ứng dụng hệ thống và cài đặt

Đổi mới phần cứng và phần mềm44

Thành lập một báo cáo về các thành phần của hệ thống và các thủ tục về bảo trì

chúng trong khi cài đặt và trước khi lần đầu tiên hệ thống hoạt động, mô tả đặc tính và

các vấn đề xảy ra cũng như các hoạt động bảo trì các thiết bị trong quá trình tồn tại của

hệ thống.

Bước 10: Chuẩn bị văn phòng

Lựa chọn địa điểm tối ưu cho việc cài đặt các thiết bị, bố trí không gian tương ứng

cho toàn bộ các thành phần hệ thống, chuẩn bị chi tiết cho việc thiết kế và xây dựng văn

phòng cần thiết, đảm bảo đầy đủ nguồn cung cấp điện áp và các thiết bị kiểm tra, cũng

như đường dây thông tin liên lạc. Phần lớn các thành phần cấu hình của hệ thống thông

tin địa lý làm việc trong điều hòa nhiệt độ, độ ẩm nhất định v.v… do vậy yêu cầu phải

tuân thủ các điều kiện trong lý lịch thiết bị nhằm tạo ra điều kiện làm việc tốt nhất cho hệ

thống thông tin địa lý. Thành lập bản thiết kế trên cơ sở của thiết kế cấu hình chi tiết của

hệ thống thông tin địa lý và các đặc điểm vật lý của thiết bị để bố trí và sắp xếp hệ thống.

Việc chuẩn bị văn phòng có thể ký hợp đồng với các cơ sở riêng rẽ cho từng danh

mục công việc như xây dựng, tu sửa, thông hơi, điều hòa v.v… nhằm chuẩn bị đầy đủ cơ

sở vật chất để đưa hệ thống vào hoạt động nhanh nhất.

Bước 11: Cài đặt hệ thống

Việc cài đặt hệ thống được thực hiện sau khi đã nhận đầy đủ các thiết bị phần

cứng và phần mềm theo thiêt kế, dưới sự chỉ đạo của người quản lý tổ chức hệ thống.

Tham gia vào cài đặt hệ thống có người quản lý dự án, nhân sự và người sử dụng hệ

thống thông tin địa lý, cán bộ kỹ thuật và truyền thông hệ thống lập kế hoạch chi tiết cho

việc cài đặt và thực hiện theo hướng dẫn của hãng cung cấp hệ thốn. Khi toàn bộ thành

phần đã được cài đặt sẽ thực hiện thao tác kiểm thử, trước tiên kiểm thử tại chỗ việc cài

đặt có đúng theo chỉ dẫn và hợp lệ không, sau đó kiểm tra hoạt động của toàn bộ phần

cứng và phần mềm. Nếu bước kiểm tra xong và thấy các thành phần hệ thống hoạt động

bình thường ta có thể tin tưởng vào hoạt động và đào tạo nhân sự thao tác.

Bước 12: Thử nghiệm

Thông thường trước khi đưa hệ thống thông tin địa lý vào chính thức sử dụng cần

thực hiện một dự án thử nghiệm với mục đích sau:

- Thẩm tra hoạt động và lợi ích của công nghệ GIS

- Thẩm tra giá thành và hiệu quả đã xác định tại nghiên cứu khả thi

- Tạo ra CSDL cho hệ thống lựa chọn kiểm tra chuẩn

45

- Xây dựng mẫu CSDL cho ngành trong một khuôn dạng và cấu trúc xác định cho

phần mềm hệ thống thông tin địa lý đã chọn.

- Thẩm tra thủ tục phát triển và xây dựng CSDL

- Cung cấp việc đào tạo cho nhân sự của cơ quan về công nghệ hệ thống thông tin

địa lý xác lập một kế hoạch thử nghiệm với mục đích nội dung cụ thể. Trong đó quy định

phạm vi thử nghiệm, nội dung của CSDL và các thao tác kiểm tra cùng với những chỉ

tiêu tính toán thử nghiệm phải đạt được. Trong dự án thử nghiệm một loạt thao tác kiểm

tra phải được thực hiện như số hóa và nhập số liệu vào hệ thống đã cài đặt, tạo các bản

đồ chuyên đề, thực hiện các bài toán ứng dụng, tìm kiếm và phân tích số liệu v.v…

Nhằm thẩm định các khả năng của hệ thống thông tin địa lý cho phép người sử

dụng kiểm định và quan sát hệ thống trong quá trình vận hành.

Thực hiện kiểm nghiệm đòi hỏi một đội ngũ cán bộ có năng lực và hiểu biết về hệ

thống thông tin địa lý để phát triển ứng dụng, thao tác trên hệ thống và các thao tác kiểm

tra.

Thời gian thực hiện kiểm tra phụ thuộc vào mức độ của hệ thống thông tin địa lý

và nội dung dự định kiểm tra, có thể từ 3-6 tháng.

Bước 13: Chuyển đổi số liệu

Xây dựng nội dung CSDL của hệ thống thông tin địa lý là công việc tốn nhiều

thời gian và tiền của nhất của dự án hệ thống thông tin địa lý, CSDL của hệ thống thông

tin địa lý thường được phát triển từ công sức của đội ngũ cán bộ của cơ quan và các hợp

đồng kinh tế với các ngành khác liên quan.

Toàn bộ số liệu của CSDL được chuyển vào phần mềm quản lý của hệ thống, do

vậy chúng phải được mã hóa và chuyển tải vào hệ thống thông tin địa lý, trước khi

chuyển tải thông tin vào hệ thống thông tin địa lý phải tiến hành xác định nội dung:

- CSDL phải được xác định

- CSDL phải đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu

- Độ chính xác

- Tính liên tục và lôgic

- Xác định tính chất theo lớp và loại đối tượng

- Các đặc điểm chất lượng của số liệu

Bước 14: Phát triển các ứng dụng

46

Các ứng dụng cung cấp chuẩn của hệ thống là các chức năng thường dùng của hệ

thống thông tin địa lý, chúng liên quan đến một loạt các bài toán như tìm kiếm và tổ

chức số liệu, thực hiện tính toán số học và kiểm tra logic, biên tập thông tin đầu ra, đầu

vào của hệ thống v.v… Các chương trình đó được viết bằng các phần mềm và công cụ

ngôn ngữ của hệ thống thông tin địa lý với ngôn ngữ lập trình Fortran hoặc C. Các

chương trình được phát triển để trợ giúp và nâng cấp các thao tác tính toán như thực hiện

tìm kiếm số liệu, thẩm tra chất lượng, hiển thị, tạo bản vẽ, tạo báo cáo v.v…

Người quản lý hệ thống xác định các thủ tục cho việc phát triển, bảo trì và kiểm

định các chương trình ứng dụng. Đảm bảo các chương trình ứng dụng đó không có hại gì

đến hoạt động của hệ thống và CSDL. Đào tạo thao tác viên sử dụng chúng, các chương

trình ứng dụng được cài đặt sao cho chúng cùng với các chức năng khác có thể thao tác

ngay từ lần hoạt động đầu tiên của hệ thống.

Bước 15. Chuyển đổi sang dạng tự động hóa

Thông thường giai đoạn thực hiện xây dựng hệ thống thông tin địa lý tương đối

kéo dài và thủ công do vậy đòi hỏi phải chuyển đổi các thao tác bằng tay hiện tại sang

các thao tác tự động mới của hệ thống. Trong quá trình xây dựng CSDL thông thường

việc bảo quản số liệu được thực hiện bằng thủ công và hàng ngày liên tục. Khi các thành

phần của CSDL đã hoàn thành ta thực hiện chuyển nhập và thẩm tra số liệu rồi sau đó

tiến hành chuyển đổi và bảo trì thao tác tự động. Tuy nhiên các thao tác thủ công và tự

động có thể còn tiếp tục tồn tại song song một thời gian vì nguồn tư liệu cho hệ thống

luôn đổi mới và đòi hỏi phải cập nhật số liệu thủ công.

Bước 16: Xem xét lại hệ thống.

Tuy hệ thống thông tin địa lý đã được thiết kế rất công phu nhưng vẫn còn một số

khoảng cách không hợp lý trong ứng dụng công nghệ mới về con người và tính ưu việt.

Xem xét lại hệ thống giữ vai trò theo dõi hệ thống và nhằm đưa hệ thống phù hợp hơn

với thiết kế ứng dụng (con người, phần cứng, phần mềm và các chương trình ứng dụng).

Thông qua việc xem xét lại ta có thể quan sát tổng thể về hệ thống trong môi trường làm

việc, nhìn nhận thực trạng của hệ thống so với thiết kế trước đó, bản chất của hệ thống,

tổ chức và trang thiết bị kỹ thuật của hệ thống thông tin địa lý hiện tại.

Bước 17: Mở rộng hệ thống.

Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, phần mềm của hệ thống

thông tin địa lý luôn đổi mới bằng các phiên bản ưu việt hơn các chức năng và ứng dụng

47

càng ngày càng hoàn thiện hơn. Mặt khác giá thành của các thiết bị phần cứng không

ngừng rẻ đi nhưng khả năng lại mở rộng hơn. Ta cần phải xem xét cẩn thận modul mới

của phần mềm và các thiết bị mới của phần cứng trên thị trường quảng cáo để quyết định

sự lựa chọn các chức năng mới để mở rộng hệ thống đã cài đặt thực tại theo nhiệm vụ

mới đặt ra.

48

CHƯƠNG 6

PHẦN MỀM MAPINFO

6.1. Giới thiệu phần mềm MapInfoMàn hình làm việc của MapInfo

6.1.1 Phần mềm MapInfo

MapInfo: là phần mềm hệ thông tin địa lý (GIS) chuyên nghiệp cho giải pháp máy

tính để bàn với các tính năng mạnh mẽ cho việc xây dựng và khai thác các bản đồ máy

tính. MapInfo có giao diện khá thân thiện, dễ sử dụng, các thông tin trong MapInfo được

tổ chức theo từng bảng (table), mỗi bảng gồm một tập hợp các file chứa thông tin đồ hoạ

hoặc phi đồ hoạ và mối quan hệ giữa các file trong bảng.

Khả năng của MapInfo: ở đây chúng ta đề cập đến các tính năng chính của

MapInfo Profesional 7.0:

- MapInfo cho phép chúng ta dễ dàng xây dựng các đối tượng bản đồ một cách

nhanh chóng sử dụng các công cụ mạnh mẽ và tiện lợi, cho phép biên tập các đối

tượng bản đồ một cách nhanh chóng và mềm dẻo.

- Ngoài các kiểu biểu diễn thông tin Địa lý truyền thống sử dụng các đối tượng

điểm, đường, vùng, văn bản…MapInfo còn có các kiểu biểu diễn dữ liệu trực

quan khác như tạo các kiểu biểu đồ, tạo cửa sổ phân nhóm thông tin.

- Chức năng tạo bản đồ chuyên đề là một công cụ hữu hiệu để phân tích thông tin

địa lý, cho phép khai thác, phân tích và tổng hợp thông tin địa lý theo từng chủ 49

điểm quan tâm. Kết hợp với chức năng Select và SQL Select, chúng ta có thể tạo

ra rất nhiều kiểu khai thác và liên kết các thông tin thuộc tính cũng như thông tin

đồ hoạ của một đối tượng địa lý.

- Khả năng kết nối Internet là một khả năng mới và mạnh mẽ của MapInfo, giúp

chúng ta liên kết các đối tượng bản đồ với các đối tượng Internet, đồng thời cũng

cho phép đưa các đối tượng bản đồ của chúng ta lên Internet.

- Khả năng liên kết với các ứng dụng khác bằng cách sử dụng các đối tượng nhúng

và liên kết (Embedding and Linking Object).

6.1.2 Tổ chức thông tin trong MapInfo. Khái niệm bảng (Table) và lớp (Layer)

thông tin.

Các thông tin bản đồ trong các phần mềm GIS thường được tổ chức quản lý theo

từng lớp (layer) đối tượng. Mỗi lớp chỉ gồm một loại đối tượng bản đồ thuần nhất mô tả

một loại đối tượng địa lý của thế giới thực. Toàn bộ bản đồ là sự xếp chồng của nhiều

lớp thông tin, mô tả một cách toàn vẹn các thông tin địa lý của thế giới thực. Trong

MapInfo, mỗi bảng (table) được xem như là một lớp đối tượng (layer).

Phân lớp bản đồ

Các đối tượng bản đồ chính mà MapInfo dùng để trừu tượng hoá các đối tượng

địa lý trong thế giới thực bao gồm:

- Đối tượng điểm (Point)

- Đối tượng đường (Line)

- Đối tượng vùng (Region):

- Đối tượng Text

6.1.3 Làm quen với MapInfo. Thực đơn, thanh công cụ và các chức năng cơ bản

của MapInfo

50

Chúng ta làm quen với MapInfo bằng cách vào Start\Program\Mapinfo; một hộp

thoại hiện ra:

- Restore Previous Session: khôi phục lại phiên làm việc trước đây.

- Open Last Used Workspace: mở trang làm việc được sử dụng lần cuối cùng.

- Open a Workspace: mở một trang làm việc nào đó đã có từ trước.

- Open a Table: mở một bảng thông tin đã có từ trước.

Màn hình MapInfo sẽ hiện ra với miền làm việc trống rỗng màu xám.

Màn hình giao diện của MapInfo bao gồm:

- Thanh tiêu đề của chương trình: (đặt ở trên cùng) ghi tên của chương trình

MapInfo.

- Thanh thực đơn: (nằm sát bên dưới thanh tiêu đề ) chứa các câu lệnh chính giao

tiếp với chương trình.

- Thanh công cụ chung của hệ thống : (nằm dưới thanh thực đơn ) chứa các công cụ

chung của hệ thống như: các công cụ làm việc với file, công cụ in…

- Panel làm việc của hệ thống: là miền rộng màu xám bên dưới thanh công cụ

chung. Nó chứa các cửa sổ bản đồ mà chúng ta đang mở để làm việc và hai thanh

51

công cụ biên tập bản đồ là thanh công cụ vẽ và thanh công cụ biên tập chính chứa

các công cụ biên tập bản đồ.

6.1.3.1 Các thực đơn cơ bản của hệ thống:

a. Thực đơn File: chứa các thao tác làm việc với file

Trong thực đơn này, chúng ta có thể chọn các câu lệnh giao tiếp chính như sau:

- New Table: khởi tạo một lớp thông tin mới.

- Open Table: mở một lớp thông tin đã có.

- Open Workspace: mở một trang làm việc đã có.

- Open ODBC Table: mở một lớp thông tin ở dạng ODBC đã có.

- Close Table: đóng một lớp thông tin đang mở.

- Close All: đóng tất cả các lớp thông tin đang mở.

- Close DBMS Connection: đóng kết nối với hệ quản trị cơ sở dữ liệu.

- Save Table: lưu lớp thông tin đang mở vào đĩa từ.

- Save Copy as: ghi lớp thông tin đang mở vào đĩa từ dưới một tên khác.

- Save Workspace: ghi một trang làm việc vào đĩa từ.

- Save Window as: ghi hình ảnh của một cửa sổ thông tin đang mở vào đĩa từ dưới

dạng một file ảnh.

b. Thực đơn Edit: gồm các chức năng biên tập và xử lý công việc.

- Clear Map Object only: chỉ xoá các đối tượng bản đồ đã chọn.

- Reshape: làm hiện các đỉnh của đối tượng đã chọn.

52

- New Row: thêm một bản ghi mới vào lớp thông tin đang làm việc.

- Get Info: hiển thị các thông tin của đối tượng được chọn.

c. Thực đơn Objects: chứa các chức năng thao tác trên các đối tượng.

- Set Target: đặt đối tượng đã chọn làm đối tượng đích để thực hiện các thao tác xử

lý trên đối tượng này.

- Combine: kết hợp các đối tượng đã chọn thành một đối tượng mới.

- Split: phân tách đối tượng đã chọn thành nhiều đối tượng mới.

- Erase: xoá một phần của đối tượng đã chọn.

- Erase Outside: xoá một phần của đối tượng đã chọn nằm bên ngoài đối tượng

khác.

- Overlay Nodes: tạo ra điểm tại vị trí giao nhau của các đối tượng.

- Buffer: tạo đường bao của đối tượng.

- Smooth: làm trơn đối tượng.

- Convert to Region: chuyển đối tượng đường thành đối tượng vùng.

- Convert to Polylines: chuyển đối tượng vùng thành đối tượng đường.

- Polyline Split: phân tách đối tượng bản đồ bằng một đối tượng đường.53

- Snap/Thin: dò tìm và sửa lỗi các đối tượng không hợp lệ.

- Disaggregate: phân tách một đối tượng thành nhiều đối tượng loại khác nhau.

- Convex Hull : tạo đối tượng đa giác lồi từ các đối tượng cấu thành từ tối thiểu 3

điểm (đa giác lõm hoặc đường cong).

d. Thực đơn Query: gồm các chức năng tìm kiếm, thống kê và kết nối dữ liệu.

- Select: chọn đối tượng theo một tiêu chí tìm kiếm nào đó.

- SQL Select: chọn đối tượng theo một chỉ tiêu nào đó và thực hiện tổng hợp các

dữ liệu thuộc tính cho các dữ liệu được chọn.

- Select All from…: chọn các đối tượng trong một lớp đối tượng cho trước

- Find: tìm kiếm các đối tượng theo một chỉ tiêu cho trước.

- Find Selection: hiển thị các đối tượng đang chọn vào cửa sổ bản đồ hiện thời.

- Calculate Statistic: hiển thị cửa sổ thông tin tính toán thống kê.

e. Thực đơn Table: gồm các thao tác làm việc với các bảng (lớp) thông tin.

- Update Colum: cập nhật giá trị các trường dữ liệu trong bảng theo sự thay đổi của

các đối tượng bản đồ, liên kết các đối tượng trong các bảng theo một trường dữ

liệu thuộc tính chung.

- Append Rows to table: ghép nối các bản ghi của 2 table có cùng cấu trúc dữ liệu

thành một table mới.

- Geocode: địa mã hoá các đối tượng trong table: gắn thông tin thuộc tính vào bản

đồ.

- Create Points: tạo các đối tượng điểm dựa trên các toạ độ của chúng.

- Combine Objects using Column: tổng hợp các đối tượng địa lý theo giá trị của các

trường dữ liệu.

54

- Import: nhập dữ liệu địa lý trong các khuôn dạng trao đổi đồ hoạ khác vào hệ

thống.

- Export: xuất các dữ liệu địa lý từ một lớp ra các khuôn dạng trao đổi đồ hoạ với

các ứng dụng khác.

- Maintenance: thiết lập và quản lý cấu trúc dữ liệu và thuộc tính của các bảng…

- Raster: thực hiện các thao tác trên các table dạng ảnh, cho phép đăng ký hình ảnh

vào bản đồ.

f. Thực đơn Options: gồm các tuỳ chọn thiết đặt cấu hình làm việc của toàn hệ thống.

g. Thực đơn Map: chứa các cách thức làm việc với bản đồ.

h. Thực đơn Window: quản lý khung nhìn của các cửa sổ bản đồ và các cửa sổ thông tin

thuộc tính liên quan.

i. Help: các trợ giúp của chương trình.

Trên đây là giới thiệu qua một số thực đơn chính, ngoài ra còn một số thực đơn

khác phát sinh trong từng ngữ cảnh sử dụng mà chúng ta sẽ xem xét ở các trường hợp cụ

thể.

6.1.3.2 Các thanh công cụ:

a.Thanh công cụ chính: (main tools box)

Bao gồm các biểu tượng công cụ sau (theo thứ tự từ trái qua phải và từ trên xuống

dưới ):

- Biểu tượng công cụ chọn (select) đối tượng.

55

- Chọn đối tượng theo cửa sổ hình chữ nhật.

- Chọn đối tượng theo cửa sổ hình tròn.

- Chọn đối tượng theo cửa sổ hình đa tuyến.

- Chọn đối tượng theo đường bao.

- Bỏ chọn tất cả.

- Đảo ngược các lựa chọn.

- Chọn đồ thị.

- Phóng to/ thu nhỏ khung nhìn.

- Thay đổi tầm nhìn.

- Di chuyển cửa sổ màn hình.

- Lấy thông tin đối tượng.

- Liên kết nóng.

- Gán nhãn đối tượng.

- Trượt cửa sổ bản đồ.

- Quản lý các lớp đối tượng.

- Công cụ đo khoảng cách trên cửa sổ màn hình.

- Bật / tắt các chú thích.

- Bật / tắt cửa sổ tính toán thống kê.

- Đặt nhóm đối tượng đã chọn thành nhóm đối tượng đích District (dùng cho chức

năng của cửa sổ District).

- Gán đối tượng District đã chọn.

- Hiển thị đối tượng đã phân tách thành theo cửa sổ độc lập.

- Phân tách đối tượng đã chọn thành đối tượng độc lập.

b. Thanh công cụ vẽ: (Drawing tools box )

Bao gồm các biểu tượng công cụ sau (theo thứ tự từ trái qua phải)

- Biểu tượng công cụ tạo đối tượng điểm.

- Tạo đối tượng đường thẳng.

- Tạo đối tượng đa tuyến.

- Tạo đối tượng đường cong.

- Tạo đối tượng vùng đa giác.

56

- Tạo đối tượng vùng hình tròn.

- Tạo đối tượng vùng hình chữ nhật.

- Tạo đối tượng vùng hình chữ nhật vát góc.

- Tạo đối tượng Text.

- Tạo các khung cửa sổ (frame) trên trang trình bày (layout).

- Bật/ tắt các điểm nút của đối tượng.

- Thêm điểm nút vào đối tượng.

- Thay đổi thuộc tính thể hiện của đối tượng điểm.

- Thay đổi thuộc tính thể hiện của đối tượng đường.

- Thay đổi thuộc tính thể hiện của đối tượng vùng.

- Thay đổi thuộc tính thể hiện của đối tượng Text.

6.2. Xây dựng các đối tượng bản đồ trong MapInfo6.2.1 Tạo các đối tượng bản đồ cơ sở.

Các đối tượng bản đồ bao gồm: đối tượng điểm, đường, vùng, văn bản. Có hai

phương pháp chính để tạo các đối tượng này, đó là:

- Sử dụng các công cụ vẽ: có thể biên tập trực tiếp bằng các công cụ vẽ của

MapInfo bằng 2 cách:

+ Nhập trực tiếp các đối tượng bằng tay.

+ Dùng ảnh Raster tham chiếu để vẽ.

- Nhập (Import) các đối tượng từ các khuôn dạng trao đổi đồ hoạ của MapInfo và

các hệ thống khác.

6.2.2 Tạo đối tượng vùng – xây dựng lớp bản đồ hành chính các tỉnh trên toàn quốc

Để tạo đối tượng vùng ta làm như sau:

- Khởi động chương trình MapInfo. Đóng hộp thoại đầu tiên hiện ra trên màn hình

của MapInfo.

- Vào thực đơn File/New Table. Trên hộp thoại hiện ra, chọn Open New Mapper ở

mục Create New Table and… nhấn nút Create.

- Trên hộp thoại New Table Structure, ta cần tạo ra các trường lưu trữ thông tin,

chẳng hạn tạo trường Province_ID

57

- Dùng nút Add Field để them trường Name cho lớp tỉnh thành phố với kiểu dữ liệu

là Character, chọn độ dài của tên là 15 ký tự.

- Tương tự, chúng ta tạo thêm các trường Dân số, Diện tích như hình minh họa:

- Nhấn nút Create để kết thúc quá trình tạo cấu trúc dữ liệu cho lớp tỉnh thành phố.

Để phát sinh dữ liệu đồ họa bản đồ của các tỉnh thành phố trên toàn quốc, có 2

cách: nhập dữ liệu bản đồ đã có sẵn hoặc sử dụng các công cụ vẽ của MapInfo.

Cách 1: Nhập dữ liệu có sẵn ở khuôn dạng trao đổi đồ họa của MapInfo hoặc ứng dụng

khác. Các kiểu dữ liệu bản đồ mà MapInfo có thể trao đổi là các tệp dạng:

MapInfo Interchange: *.mif

AutoCAD DXF: *.dxf

MapInfo DOS MBI: *.mbi

MapInfo DOS MMI: *.mmi

MapInfo DOS Image: *.img

- Đóng bảng Province vừa tạo để có thể nhập dữ liệu vào bảng này bằng cách vào

File/Close Table

- Table/ Import, chọn kiểu file cần Import là MapInfo Interchange (*.mif), chỉ

đường dẫn đến file mif mà ta muốn Import, nhấn nút Open

58

- Hộp xuất hiện, chỉ đường dẫn tới thư mục chứa Provice.tab mà ta vừa tạo, chọn

Province, nhấn Save. Quá trình Import dữ liệu bắt đầu.

Cách 2: Phát sinh đối tượng đồ họa bản đồ bằng các công cụ vẽ MapInfo.

- Trên thanh công cụ Main, chọn biểu tượng Layer Control, xuất hiện hộp thoại:

- Chọn lớp Province, hộp kiểm Visible và Editable đặt thuộc tính biên tập được cho

lớp này.

- Chọn công cụ Polygon vẽ các đường biên của tỉnh thành phố; điểm cuối phải

trùng với điểm đầu để tạo đối tượng khép kín.

59

Để vẽ chính xác ta dùng phương pháp tham chiếu ảnh raster hoặc tham chiếu từ

một tập tọa độ điểm có sẵn.

6.2.3 Tạo đối tượng đường

Để tạo đối tượng đường ta cũng xây dựng lớp thông tin bản đồ cho từng đối tượng

đường.

Để tạo dữ liệu ta cũng có 2 phương pháp

Sử dụng công cụ của MapInfo:

Nhập trực tiếp đối tượng bằng tay

Dùng ảnh Raster tham chiếu để vẽ

Nhập dữ liệu từ các khuôn dạng trao đổi đồ họa khác: *.mif, *.mbi, *.mmi…

6.2.4 Tạo đối tượng điểm

Để tạo dữ liệu đồ họa bản đồ cho lớp thông tin điểm, chúng ta có thể sử dụng các

phương pháp như các phương pháp tạo đối tượng vùng và đối tượng đường.

6.3. Biên tập các đối tượng bản đồ trong MapInfo6.3.1 Các thao tác biên tập chung

Để biên tập lớp đối tượng, ta đặt cho lớp đối tượng đó thuộc tính được biên tập

bằng cáchvào biểu tượng Layer Control chọn lớp đối tượng cần biên tập đánh dấu vào

hộp kiểm Editable.

Các thao tác:

Vẽ đối tượng mới: chọn công cụ vẽ phù hợp với loại đối tượng bản đồ trên

thanh công cụ vẽ Draw, di chuyển chuột tới vị trí muốn đặt rồi Click chuột.

Xóa một đối tượng đã có sẵn: chọn đối tượng cần xóa, nhấn delete hoặc

chọn Edit/clear.

Sao chép các đối tượng: chọn đối tượng, vào Edit/Copy, sau đó vào

Edit/Paste

Dịch chuyển vị trí địa lý của một đối tượng: click chuột chọn đối tượng giữ

chuột di chuyển tới điểm cần đặt

6.3.2 Biên tập đối tượng điểm

60

Tạo mới các đối tượng điểm bằng tay: đặt lớp đối tượng điểm muốn tạo thành

Editable, chọn biểu tượng Symbol trên thanh Draw, kich chuột vào vị trí muốn

đặt đối tượng điểm trên bản đồ.

Chỉnh sửa trực tiếp tọa độ của một điểm:click đúp chuột trên điểm cần chỉnh sửa,

thay đổi các giá trị tọa độ mới

Chỉnh sửa trực tiếp thông tin thuộc tính của một đối tượng: dùng công cụ

Information trên thanh công cụ Main

Cập nhật lại thông tin thuộc tính từ thông tin bản đồ cho một table: khi thay đổi vị

trí của một đối tượng điểm trên bản đồ thì các thông tin thuộc tính mô tả tọa độ

của chúng chưa cập nhật ngay, ta cần cập nhật lại bằng cách vào Table/Update

Column, chọn bảng chứa thông tin thuộc tính cần update, chọn cột cần update,

chọn bảng chứa thông tin bản đồ có chứa thông tin thuộc tính trên, chọn

CentroiX(obj) hay CentroiY (obj) ở hộp Value rồi nhấn OK (lưu ý mỗi lần chỉ

điều chỉnh được 1 cột thuộc tính)

6.3.3 Đối tượng đường

Để biên tập các đối tượng đường, bật các đỉnh (điểm) tạo nên đường rồi thao tác

trên chúng bằng cách chọn đường rồi nhấn nút công cụ Reshape trên thanh Draw. Các

thao tác trên đối tượng đường:

Chập 2 điểm của 2 đối tượng đường thẳng với nhau: chập 2 điểm của 2 đối tượng

đường thẳng với nhau: chọn điểm trên một đối tượng, nhấn phím S để bật chức

năng Snap, nhấn chuột trái và đồng thời di chuột tới điểm cần chập trên đối tượng

còn lại rồi nhả chuột.

Thay đổi vị trí của các điểm tạo nên đường: trỏ chuột vào điểm cần dịch chuyển,

giữ chuột và di chuột tới vị trí muốn đặt rồi nhả chuột.

Cắt một đối tượng thành 2 đối tượng: MapInfo chỉ cho phép cắt một đối tượng

đường bằng một đối tượng vùng, do đó ta phải tạo trước một đối tượng vùng nào

đó hoặc lấy sẵn một đối tượng vùng nào đó đã có để cắt, khi đó sẽ tạo ra 2 đối

tượng đường mới: một đối tượng nằm trọn trong đối tượng vùng mà ta dùng để

cắt, đối tượng kia là phần còn lại của đối tượng ban đầu. Ta làm như sau: Chọn

đối tượng cần cắt, vào Objects/Set Target để đặt nó làm đối tượng mục tiêu trong

thao tác cắt. Chọn một đối tượng vùng nào đó dùng để cắt. Vào Objects/ Split ,

khi đó bạn được hỏi muốn thiết lập các thông số thuộc tính của các đối tượng mới

61

như thế nào, chọn phương pháp cắt phù hợp cho mỗi trường dữ liệu thuộc tính ,

ấn OK.

Ghép 2 đối tượng thành một đối tượng duy nhất: Chọn 2 đối tượng cần ghép, vào

Objects/Combine, chọn phương thức ghép phù hợp cho mỗi trường dữ liệu thuộc

tính , ấn OK.

Chuyển đối tượng đường thành đối tượng vùng: chọn đối tượng cần chuyển, vào

thực đơn Objects/Convert to Regions.

Làm trơn các đối tượng đường: Chọn đối tượng cần làm trơn, vào

Objects/Smooth

Xoá một phần của đối tượng đường: Chọn đối tượng cần xoá một phần, đặt nó

làm đối tượng mục tiêu (Set Target), chọn đối tượng vùng dùng để cắt. Vào

Objects/Erase Outside , chọn phương thức cắt phù hợp cho các trường dữ liệu

thuộc tính, ấn OK. Khi đó, phần đối tượng nằm ngoài đối tượng vùng dùng để cắt

sẽ bị xoá. Nếu muốn xoá phần nằm trong đối tượng vùng đó, ta chọn Objects/

Erase.

6.3.4 Đối tượng vùng

Cắt một đối tượng thành 2 đối tượng.

Ghép 2 đối tượng thành một đối tượng duy nhất.

Chuyển đối tượng vùng thành đối tượng đường: chọn đối tượng cần chuyển, vào

thực đơn Object/Convert to Polylines.

Làm trơn các đối tượng vùng

Xoá một phần của đối tượng vùng.

Các thao tác trên ta làm tương tự như đối với đối tượng đường.

6.3.5 Thay đổi thuộc tính thể hiện của đối tượng

Vào thực đơn Map/Layer Control, chọn lớp đối tượng cần thay đổi

- Ấn nút Display, hộp thoại Style hiện ra, trên hộp thoại này, chúng ta có thể thiết

lập các thuộc tính thể hiện của đối tượng như: màu sắc, kích thước, kiểu biểu

diễn…

62

Ở đây, chúng ta có thể đặt các thuộc tính:

Show Line Direction: cho biết hướng xuất phát của các đối tượng đường.

Show Nodes: hiện các điểm nút cấu thành nên đối tượng.

Show Centroids: hiện điểm trọng tâm của đối tượng vùng.

Ở chức năng Display Mode, chúng ta đánh dấu vào hộp kiểm Style Override để

thiết lập các thuộc tính thể hiện của đối tượng, sau đó ấn vào nút Style ngay bên dưới,

hộp thoại Style hiện ra, trên hộp thoại này, chúng ta có thể thiết lập các thuộc tính thể

hiện của đối tượng như: màu sắc, kích thước, kiểu biểu diễn…

Ở đây, nhóm chức năng Fill cho phép chọn các kiểu tô màu cho đối tượng như:

không tô màu (trong suốt), tô đặc đối tượng, điền đầy đối tượng bằng các loại chổi tô

khác nhau như kiểu gạch chéo, gạch ngang…

63

Nhóm chức năng Border dùng để thiết lập kiểu đường biên của đối tượng bằng

các kiểu bút vẽ khác nhau như: kiểu nét liền, nét gạch, nét chấm… và độ rộng cũng như

màu sắc của nó.

Ấn nút Label để thay đổi các thuộc tính liên quan đến nhãn hay chú thích kèm

theo đối tượng như : Font chữ, cỡ chữ, kiểu chữ, màu chữ…

6.4. Phân tích dữ liệu trong MapInfo6.4.1 Tập hợp dữ liệu (selection)

Một tuyển tập (selection) là một tập hợp dự liệu phụ được MapInfo nhóm với

nhau theo cùng một tiêu chí nào đó, dựa vào đó chúng ta có thể thực hiện các thao tác

phân tích hay tổng hợp dữ liệu đặc thùh riêng cho nhóm đó, các thao tác này thường

được gọi là Query dữ liệu.

Thao tác tập hợp dữ liệu được thực hiện thông qua thực đơn Query/ Select hay

SQL Select…

6.4.1.1 Chức năng Select64

Cho phép chúng ta chọn các bản ghi dữ liệu trong một lớp thông tin (Table) theo

các thông tin thuộc tính (Atribute) của nó thỏa mãn các chỉ tiêu cho trước mà chúng ta đã

đặt ra và tạo ra lớp trung gian Query. Muốn ghi lại các thông tin đó thì vào File > Save

Copy As và chọn mục Selection trong danh sách trên màn hình sau đó bấm nút Save và

nhập tên File lưu kết quả ghi lại.

6.4.1.2 Chứ năng SQL Select

Chức năng SQL Select cho phép chúng ta chọn các bản ghi dữ liệu trong một lớp

thông tin theo các thông tin thuộc tính của nó thỏa mãn các chỉ tiêu cho trước đã đặt ra

và lưu các thông tin chọn đó vào lớp trung gian Query. Bên cạnh việc tìm kiếm như chức

năng Select nêu trên chức năng này còn cho phép chúng ta tạo ra một trường mới, tổng

hợp dữ liệu của các thông tin được chọn, liên kết hai hay nhiều lớp thông tin vào một lớp

thông tin kết quả và cho phép chúng ta chỉ hiển thị các trường dữ liệu đã chọn và các bản

ghi quan tâm. Từ đó, nếu chúng ta muốn ghi lại các thông tin đã chọn đó thì vào

File/Save Copy As sau đó chọn Selection hoặc Query trong danh sách và bấm chọn nút

Save, nhập tên File để lưu kết quả chọn. MapInfo có 6 phương pháp tổng hợp dữ liệu đã

được xây dựng sẵn bên trong hệ thống như sau:

Count (*): thực hiện đếm số bản ghi trong các nhóm đối tượng

Sum (expression): thực hiện tính tổng của các giá trị trong biểu thức expression

cho toàn bộ các bản ghi trong nhóm đối tượng.

Average (expression): thực hiện tính giá trị trung bình cộng của các giá trị trong

biểu thức expression cho toàn bộ các bản ghi trong nhóm.

Wtavg (expression): thực hiện tính giá trị trung bình cộng theo trọng số của các

giá trị trong biểu thức expression cho toàn bộ các bản ghi trong nhóm đối tượng.

Max (expression): thực hiện tìm giá trị lớn nhất của các giá trị trong biểu thức

expression cho toàn bộ các bản ghi trong nhóm đối tượng.

Min (expression): thực hiện tìm giá trị nhỏ nhất của các giá trị trong biểu thức

expression cho toàn bộ các bản ghi trong nhóm đối tượng.

Muốn xác định lại tham số cho chức năng SQL Select bấm chọn nút Verify, muốn

xóa đi các tham số trên thì chọn Clear.

6.5. Thành lập bản đồ chuyên đề6.5.1 Khái quát về bản đồ chuyên đề trong MapInfo

65

Thành lập bản đồ chuyên đề là một công cụ hiệu quả nhất để thể hiện sự phân tích

và hiển thị các dữ liệu trong GIS. Đó là một quá trình thể hiện thông qua tô vẽ các đối

tượng bản đồ theo một chuyên đề cụ thể.Trong MapInfo Profestional 7.0 có 7 loại thể

hiệnn bản đồ chuyên đề khác nhau:

Thể hiện theo khoảng dữ liệu (Range)

Thể hiện theo biểu đồ hình chữ nhật (Bar Charts)

Thể hiện theo biểu đồ hình tròn (Pie Charts)

Thể hiện theo ký tự có trọng số (Graduated)

Thể hiện theo mật độ điểm (Dot Density)

Thể hiện theo giá trị dữ liệu độc lập sử dụng các vùng màu (Individual)

Thể hiện theo ánh xạ bề mặt lưới dữ liệu (Grid)

Mỗi một loại bản đồ chuyên đề trên có thể ứng dụng cho một mục đích cụ thể và

chúng có các tính chất khác nhau. Các dữ liệu sử dụng để thành lập các bản đồ chuyên

đề có thể là giá trị số hoặc không nhất thiết phải là giá trị số. Bản đồ chuyên đề là một

công cụ để tạo ra các bản đồ trên cơ sở các dữ liệu thuộc tính trong GIS thể hiện nội

dung của các đối tượng bản đồ.

Để thành lập được một bản đồ chuyên đề cần xác định rõ hai yếu tố:

Tham số chuyên đề: cho biết bản đồ chuyên đề biểu diễn loại dữ liệu gì.

Các dữ liệu hiển thị trên bản đồ chuyên đề được gọi là các tham số chuyên đề.

Tùy theo kết quả phân tích chuyên đề mà chúng ta thực hiện có thể xác định một hay

nhiều tham số chuyên đề. Chúng ta cũng có thể tạo ra các bản đồ chuyên đề có 2 tham số

Thông tin thành lập bản đồ chuyên đề:

Cho biết nguồn thông tin để thành lậpbản đồ chuyên đề sẽ được lấy từ đâu. Các

thông tin phục vụ để thành lập bản đồ chuyên đề có thể được truy cập từ một hay nhiều

trường dữ liệu.

Sử dụng dữ liệu sẵn có ở bảng cơ sở:

Khi đó, trong hộp thoại chọn trường dữ liệu để tạo bản đồ chuyên đề của MapInfo

đã có sẵn các trường dữ liệu của bảng cơ sở, chúng ta chỉ việc chọn trường dữ liệu ở đó

để thành lập.

Sử dụng dữ liệu ở bảng khác:

66

Trong trường hợp này, chúng ta phải chuyển dữ liệu từ bảng này về bảng cơ sở

bằng cách tạo ra một trường dữ liệu tạm ở bảng cơ sở sử dụng chức năng Update

Column trong thực đơn Table của MapInfo.

6.5.2 Các phương pháp tạo bản đồ chuyên đề

Có 7 kiểu bản đồ chuyên đề có thể tạo trong MapInfo 7.0:

Range: tạo bản đồ chuyên đề bằng cách tô màu đối tượng bản đồ của lớp (bảng)

thông tin mà chúng ta chọn làm bảng cơ sở để tạo bản đồ chuyên đề theo trường

thuộc tính mà chúng ta dùng làm tham số chuyên đề của bảng cơ sở đó. Sự khác

nhau về mặt dữ liệu thống kê được thể hiện bằng độ đậm nhạt của màu sắc dùng

để tô cho các đối tượng.

Bar Charts: thể hiện dữ liệu chuyên đề thông qua biểu đồ cột (ngang hoặc dọc)

Pie Charts: thể hiện dữ liệu chuyên đề thông qua biểu đồ hình tròn

67

Graduated: thể hiện dữ liệu chuyên đề bằng các biểu tượng riêng khác nhau tùy

theo từng kiểu dữ liệu, độ lớn của dữ liệu được thể hiện qua kích thước của biểu

tượng này.

Dot Density: thể hiện dữ liệu chuyên đề thông qua việc chấm các điểm trên bản

đồ, độ lớn của đại lượng thể hiện dữ liệu chuyên đề được biểu diễn thông qua mật

độ của các điểm được chấm.

Individual: tô màu đối tượng chuyên đề bằng các màu khác nhau kèm theo chú

thích.

68

Grid: MapInfo Profesional phiên bản 7.0 bổ sung một phương pháp tạo bản đồ

chuyên đề kiểu lưới dữ liệu (grid). Đây là phương pháp hiển thị dữ liệu bởi các

miền màu liên tục trên bản đồ, tạo cho dữ liệu chuyên đề một cái nhìn tự nhiên

hơn, chẳng hạn mật độ dân số các tỉnh thành trên toàn quốc được biểu diễn bởi

màu sắc của các tỉnh với sự thay đổi màu sắc một cách dần dần và liên tục giữa 2

tỉnh kề nhau. Bản đồ này được tạo ra nhờ phép nội suy dữ liệu, ánh xạ kiểu này

gọi là ánh xạ lưới bề mặt.

6.6. Dàn trang và in ấn bản đồTrang trình bày (Layout) là một công cụ của MapInfo cho phép tổng hợp các cửa

sổ thông tin như cửa sổ bản đồ (Map window), cửa sổ thông tin thuộc tính (Browser

window), cửa sổ biểu đồ (Graph window), cửa sổ ghi chú… trên một trang bản đồ để

đưa ra thiết bị đầu ra như máy in. Chúng ta có thể thêm bớt bất kỳ một cửa sổ thông tin

69

hiện thời nào đang mở vào trang trình bày cũng như thêm các tiêu đề, ghi chú vào trang

trình bày.

Để tạo trang trình bày, chúng ta vào thực đơn Window/New Layout window, màn

hình hiện ra hộp thoại:

Trong hộp thoại này, chúng ta có thể chọn chỉ tạo trang trình bày cho một cửa sổ

thông tin nào đó bằng cách đánh dấu vào nút radio One Frame for Window hoặc tạo

trang trình bày cho tất cả các cửa sổ thông tin đang được bài trí theo màn hình máy tính

bằng cách đánh dấu vào nút radio Frames for All Currently Open Windows. Ấn nút OK

để xác nhận. Sau đây là hình minh hoạ cho trang trình bày có một Frame cho tất cả các

cửa sổ thông tin:

Lúc này, trên thanh thực đơn, hệ thống sẽ tự động thêm vào một thực đơn nhỏ có

tên là Layout. Vào thực đơn này, chúng ta có thể : tuỳ chọn thay đổi kích thước của các

cửa sổ một cách chính xác theo các đơn vị đo; căn chỉnh vị trí của các cửa sổ thông tin,

căn lề cho Frame; thay đổi thứ tự ưu tiên hiển thị của các cửa sổ thông tin nếu chúng

nằm giao nhau; thay đổi tầm nhìn của trang trình bày (phóng to, thu nhỏ); tạo các chú

thích cho trang trình bày…

70

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm MapInfo_Viện công nghệ thông tin_Phòng hệ

thống thông tin địa lý.

[2] Hệ thống thông tin địa lý_NXB khoa học và kỹ thuật

[3] Cơ sở hệ thống thông tin địa lý GIS_NXB xây dựng.

71