Địa lý - Chương 1: Tổng quan về hệ thông tin địa lý

1Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng (Nanotechnology) Geotechnology (Biotechnology) Global Positioning System (GPS) Remote Sensing (RS) Geographic Information System (GIS) Where is What GPS/GIS/RS Phân tích bao gồm nghiên cứu của các mối quan hệ không gian (số) Quy tắc mô hình hóa Công nghệ của thế kỷ XXI Bản đồ bao gồm việc sắp xếp đúng (mô tả) của các đối tượng vật lý (đồ họa) Miêu tả bản đồ 2Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS - Dữ liệu Địa lý (Geographic Data) là dữ liệu ghi nhận về đối tượng dựa trên vị trí trên bề mặt Trái Đất. - Thông tin Địa lý (Geographic Information): là kết quả của việc xử lý dữ liệu địa lý. - Công nghệ thông tin Địa lý (Geographic Information Technologies) là những công nghệ cho việc thu thập và xử lý dữ liệu địa lý. Có 3 loại công nghệ thông tin địa lý: Hệ thống định vị toàn cầu (GPS – Global Position System); Viễn thám (RS – Remote Sensing) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) 1.1.1. Một số khái niệm liên quan Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS Một số định nghĩa về GIS: - Theo ISO (ISO TC211): geographic information system is an information system dealing with information concerning phenomena associated with location relative to the Earth. - Theo Wikipedia: A geographic information system (GIS) is a computer system designed to capture, store, manipulate, analyze, manage, and present all types of spatial or geographical data. 1.1.2. Định nghĩa 3Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS - Theo NASA: GIS is an integrated system of computer hardware, software, and trained personnel linking topographic, demographic, utility, facility, image and other resource data that is geographically referenced. If you’ve ever used an Internet mapping program to find directions, congratulations, you’ve personally used GIS. The new supermarket chain on the corner was probably located using GIS to determine the most effective place to meet customer demand. 1.1.2. Định nghĩa Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS  GIS là một hệ thống thông tin có khả năng xây dựng, cập nhật, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và thể hiện ra các dạng dữ liệu có liên quan tới vị trí địa lý. - GIS vs. hệ đồ họa: các hệ đồ họa không có các công cụ làm việc với dữ liệu phi đồ họa. - GIS vs. CAD: các đối tượng của hệ CAD không bắt buộc phải gắn với thế giới thực thông qua vị trí địa lý. 1.1.2. Định nghĩa 4Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS 1.1.2. Định nghĩa web Dữ liệu địa lý Dữ liệu địa lý số D ữ liệu địa lý số Dữ liệu địa lý số Thông tin địa lý Thế giới thực Thu thập và nhập dữ liệu Lưu trữ dữ liệu Cộng đồng người sử dụng Hiển thị và xuất dữ liệu Phân tích, xử lý GIS Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS Lịch sử hình thành và phát triển của GIS gắn liền với sự hình thành, phát triển của các ngành bản đồ, khoa học máy tính và những ngành kỹ thuật công nghệ khác. - Vào thế kỷ thứ 2 TCN, Ptolemy thành lập những tập bản đồ (atlas) đầu tiên. 5Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS - 1592: Mercator thành lập bản đồ thế giới đầu tiên. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS - 1854: Dr. John Snow lập bản đồ người chết do dịch tả ở London và đã phát hiện ra nguồn gây bệnh là giếng bị ô nhiễm. 6Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS - 1858: Tournachon khai sinh ngành viễn thám bằng việc mang máy ảnh lên khinh khí cầu. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS 7Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS 8Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS Link: Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS 9Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS - Mô hình hệ thống 3 thành phần: phần cứng, phần mềm, con người. - Mô hình hệ thống 4 thành phần: kỹ thuật (technoware) bao gồm phần cứng và phần mềm, thông tin (infoware), tổ chức (orgaware), con người (humanware). Các kiểu phân chia khác nhau: 10 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS Mô hình 5 thành phần: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, qui trình, con người . Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS Mô hình 6 thành phần: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, qui trình, tổ chức, con người. 11 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.1. Phần cứng (Hardware) Phần cứng bao gồm: - Máy tính; - Hệ thống mạng; - Các thiết bị ngoại vi dùng cho việc nhập và xuất dữ liệu địa lý. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS - Hệ thống máy tính 1.3.1. Phần cứng (Hardware) 12 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS - Hệ thống mạng (LAN, WAN, Internet) 1.3.1. Phần cứng (Hardware) Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS - Hệ thống mạng (LAN, WAN, Internet) 1.3.1. Phần cứng (Hardware) 13 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS - Các thiết bị ngoại vi: 1.3.1. Phần cứng (Hardware) GPS Receiver Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS - Các thiết bị ngoại vi: 1.3.1. Phần cứng (Hardware) Scanners 14 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS - Các thiết bị ngoại vi: Digitizer 1.3.1. Phần cứng (Hardware) Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS - Các thiết bị ngoại vi: 1.3.1. Phần cứng (Hardware) Printers 15 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS - Các thiết bị ngoại vi: 1.3.1. Phần cứng (Hardware) Plotters Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS Phần mềm GIS được phân ra 2 nhóm: phần mềm thương mại và phần mềm nguồn mở, đảm bảo cung cấp đủ các chức năng thao tác với dữ liệu địa lý: - Cập nhật; - Lưu trữ; - Truy vấn và Phân tích; - Hiển thị và xuất kết quả. 1.3.2. Phần mềm (Software) 16 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.2. Phần mềm (Software) Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.2. Phần mềm (Software) MapInfo 17 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.2. Phần mềm (Software) Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.2. Phần mềm (Software) Grass GIS 18 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.2. Phần mềm (Software) Quantum GIS Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS - Dữ liệu không gian: vị trí hình dạng của thực thể. - Dữ liệu thuộc tính: mô tả thông tin, đặc điểm, tính chất về thực thể. - Dữ liệu thời gian: mô tả sự thay đổi của thực thể theo thời gian. - Mối quan hệ giữa các đối tượng không gian. - Cơ sở dữ liệu GIS: dữ liệu GIS cùng với các mối quan hệ được tổ chức lưu trữ trong hệ quản trị CSDL.  Phân biệt dữ liệu GIS với dữ liệu bản đồ ? 1.3.3. Dữ liệu (Data) 19 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS Mô hình dữ liệu không gian 1.3.3. Dữ liệu (Software) Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.4. Quy trình/Thủ tục (Procedures) Các quy trình được xây dựng cho việc: - Thu thập và nhập dữ liệu; - Lưu trữ dữ liệu; - Truy vấn và phân tích dữ liệu không gian; - Hiển thị và truy xuất dữ liệu không gian. 20 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.5. Tổ chức/Mạng lưới (Network) INTERNET Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.6. Con người (Human/People/Users) Cơ sở dữ liệu Xử lý dữ liệu Nhập dữ liệu Xuất dữ liệu Người dùng trong hệ thống Người dùng ngồi hệ thống 21 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.6. Con người (Human/People/Users) Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.6. Con người (Human/People/Users) Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 1. Nhà phân tích bài toán thực tế 2. Chuyên viên kỹ thuật, quản trị hệ thống GIS 3. Người sử dụng GIS phục vụ tác nghiệp hàng ngày 22 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS Các chức năng của GIS: - Thu thập và nhập dữ liệu; - Lưu trữ dữ liệu; - Truy vấn và phân tích dữ liệu không gian; - Hiển thị và xuất dữ liệu không gian. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.1. Thu thập và nhập dữ liệu CSDL GIS Bản đồ giấyHồ sơ, bảng biểu Ảnh viễn thám, không ảnh Thiết bị định vị, GPS GDA SCADA CSDL khác 23 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.1. Thu thập và nhập dữ liệu Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.2. Tổ chức lưu trữ dữ liệu địa lý Data File Geodatabase - Geodata File: Dữ liệu không gian và thuộc tính độc lập nhau, được tạo liên kết khi ứng dụng, được tổ chức lưu trữ dưới dạng tập tin, thư mục 1 người dùng - Geodatabase: Dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính được ràng buộc, liên kết với nhau và được tổ chức lưu trữ thành một khối thống nhất dưới dạng cơ sở dữ liệu đa người dùng 24 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.2. Tổ chức lưu trữ dữ liệu địa lý Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu địa lý Truy vấn từ không gian 25 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu địa lý Truy vấn từ không gian tìm kiếm đối tượng x x x x x Ô nhiễm Quốc gia Kết quả Vùng động vật tập trung Sông2km Kết quả Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu địa lý Truy vấn từ thuộc tính 26 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu địa lý Thống kê Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu địa lý Các kiểu phân tích dữ liệu không gian Phân tích mạng 27 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu địa lý Các kiểu phân tích dữ liệu không gian Phân tích bề mặt Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu địa lý Các kiểu phân tích dữ liệu không gian Phân tích chồng lớp 28 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian Hiển thị trong các mô hình không gian 3 chiều Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian Hiển thị trong các bài toán phân tích, mô hình hóa 29 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian Hiển thị trong các bài toán thống kê Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian Hiển thị trong các ứng dụng bản đồ số chuyên đề 30 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian Hiển thị trong biên tập trình bày bản đồ Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.4. Hiển thị và xuất dữ liệu không gian Các dạng xuất dữ liệu Hiển thị trên giấy Hiển thị trên màn hình Xuất dữ liệu số NETWORK 31 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS Ở VN GIS có khả năng ứng dụng đa ngành: Nông nghiệp, Lâm nghiệp, Thủy văn, Địa chất, Quy hoạch sử dụng đất, Quản lý tài nguyên thiên nhiên, Giám sát biến động – sự cố môi trường, Đô thị, Giao thông, Cơ sở hạ tầng, Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS Ở VN Ứng dụng GIS trong cải tạo nâng cấp đô thị Tp.HCM 32 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS Ở VN Ứng dụng GIS quy hoạch sử dụng đất Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS Ở VN Quản lý môi trường Đồng Nai Quản lý tài nguyên Bình Dương 33 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS Ở VN Quản lý môi trường lưu vưc sông Sài Gòn – Đồng Nai Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS Ở VN Ứng dụng GIS giám sát đối tượng di động