Giới thiệu hệ thống quản lí gis

Ch­¬ng IGiíi thiÖu  HÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (GIS) C¸c vÊn ®Ò chÝnh sÏ tr×nh bµy GIS lµ g×? S¬ l­îc lÞch sö cña GIS GIS, B¶n ®å and B¶n ®å sè C¸c bé phËn cÊu thµnh cña GIS C¸c øng dông cña GIS C¸c vÝ dô vÒ chøc n¨ng ph©n tÝch kh«ng gian cña GIS Th«ng tin trong c¸c hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý rÊt ®a d¹ng vµ phong phó, chóng ®­îc thu thËp tõ nhiÒu nguån d÷ liÖu kh¸c nhau, c¸c th«ng tin nµy cÇn ®­îc qu¶n lý mét c¸ch khoa häc, thuËn tiÖn cho viÖc khai th¸c sö dông. V× vËy, c«ng viÖc thiÕt kÕ c¬ së d÷ liÖu (CSDL) trong hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý ®ãng vai trß rÊt quan träng; nã kh«ng nh÷ng gióp cho nh÷ng ng­êi sö dông ®ì l·ng phÝ vÒ thêi gian vµ tiÒn cña mµ cßn ®¹t ®­îc hiÖu qu¶ cao, trong khi khai th¸c sö dông c¸c th«ng tin cña hÖ thèng. Sù ra ®êi cña hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý Geographical Information System (GIS) lµ mét b­íc tiÕn hÕt søc to lín trªn con ®­êng ®­a c¸c ý t­ëng vµ kÕt qu¶ nghiªn cøu ®Þa lý, c¸ch tiÕp cËn hÖ thèng theo quan ®iÓm cña ®Þa lý häc hiÖn ®¹i vµo cuéc sèng. Ngµy nay,GIS ®· ®­îc øng dông ë rÊt nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ th«ng tin, ®· lµm cho c¸c hÖ thèng GIS t¨ng c­êng kh¶ n¨ng tËp hîp c¸c nguån th«ng tin ®Ó xö lý, l­u tr÷ vµ cung cÊp c¸c th«ng tin chuyªn ngµnh kh¸c nhau ®¸p øng ®­îc yªu cÇu cña ng­êi sö dông. ChÝnh nhê sù tæ chøc s¾p xÕp vµ qu¶n lý c¸c d÷ liÖu trong hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý mét c¸ch khoa häc, chÆt chÏ nªn cã thÓ sö dông chóng mét c¸ch hiÖu qu¶ cho nhiÒu môc ®Ých kh¸c nhau. Giíi thiÖu vÒ GIS GIS lµ g×? HÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (GIS) lµ mét tËp hîp c¸c c«ng cô cho viÖc thu thËp, l­u tr÷, thÓ hiÖn vµ chuyÓn ®æi c¸c d÷ liÖu mang tÝnh chÊt kh«ng gian tõ thÕ giíi thùc ®Ó gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n øng dông phôc vô cho c¸c môc ®Ých cô thÓ. GIS lµ g×? Lµ ph­¬ng ph¸p ®Ó h×nh dung, m« pháng, ph©n tÝch vµ thÓ hiÖn d÷ liÖu kh«ng gian. D÷ liÖu GIS cã sù liªn kÕt chÆt chÏ gi÷a d÷ liÖu thuéc tÝnh vµ b¶n ®å. GIS lµ g×? Nh÷ng g× kh«ng ph¶I lµ giS? GPS: HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu B¶n ®å tÜnh: B¶n ®å giÊy hoÆc b¶n ®å sè C¸c phÇn mÒm CAD (Computer-Aided Design) LÞch sö cña GIS GIS TIMELINE – www.casa.ucl.ac.uk/timeline/ XuÊt ph¸t tõ b¶n ®å giÊy ThÕ kû 18, ngµnh b¶n ®å häc ph¸t triÓn Nh÷ng n¨m 60’ viÖc thµnh lËp b¶n ®å cã sù trî gióp cña m¸y tÝnh. Sù ph¸t triÓn kÐo theo cña mét lo¹t c¸c ngµnh nh­ ®Þa chÊt, ruéng ®Êt, m«i tr­êng, giao th«ng.. Víi nhu cÇu ph©n tÝch kh«ng gian cña c¸c ngµnh trªn GIS ra ®êi. GIS ®­îc dïng cho mét sè c¸c øng dông ®¬n gi¶n ë Mü vµ Canada LÞch sö cña GIS 1977 – GIS ph¸t triÓn 1980’s – Th­¬ng m¹i ho¸ GIS .PhÇn cøng ®­îc ph¸t triÓn m¹nh 1980’s .NÒn c«ng nghiÖp phÇn mÒm t¨ng nhanh ArcInfo – 1981; MapInfo – 1986 2000 – Sù bïng næ GIS .C«ng nghiÖp phÇn mÒm ®¹t 7 tû USD .T¨ng 10% mçi n¨m .h¬n 1 triÖu ng­êi sö dông cè ®Þnh .kho¶ng 5 triÖu ng­êi sö dông kh«ng cè ®Þnh GIS, B¶n ®å vµ b¶n ®å sè B¶n ®å vµ b¶n ®å sè kh«ng ph¶i GlS Chóng ®Òu lµ ph­¬ng ph¸p cho viÖc thÓ hiÖn c¸c th«ng tin kh«ng gian. GIS cho phÐp thu thËp, t×m kiÕm, l­u tr÷, ph©n tÝch, qu¶n lý vµ cho s¶n phÈm ®èi víi d÷ liÖu B¶n ®å - Lµ mét m«n khoa häc vµ nghÖ thuËt §Çu 1960’s: C¸c nhµ b¶n ®å b¨n kho¨n liÖu m¸y tÝnh cã ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu hay kh«ng .M¸y tÝnh lµm gi¶m gi¸ thµnh vµ thêi gian .Thay thÕ viÖc lµm b¶n ®å thñ c«ng vµ cã ®é chÝnh x¸c cao. Cuèi 1870’s: M¸y tÝnh ho¸ viÖc lµm b¶n ®å Ngµy nay: Internet Mapping (www.mapquest.com) GIS, B¶n ®å vµ b¶n ®å sè Sù bïng næ cña b¶n ®å GIS Sù kh¸c nhau gi÷a b¶n ®å GIS vµ b¶n ®å giÊy (b¶n ®å tÜnh) hay b¶n ®å ®iÖn tö lµ g×? Sù kh¸c nhau lín nhÊt gi÷a chóng lµ b¶n ®å GIS lµ mét b¶n ®å ®éng. Trong khi b¹n cã thÓ xem b¶n ®å tÜnh vµ biÕt ®­îc c¸c ®èi t­îng ë ®©u vµ thËm chÝ ®o ®­îc kho¶ng c¸ch gi÷a chóng lµ bao nhiªu, nh­ng b¹n kh«ng thÓ biÕt ®­îc g× nhiÒu h¬n thÕ. Víi b¶n ®å GIS, b¹n sÏ lµm chñ nã. B¹n cã thÓ phãng to thu nhá ®Ó nh×n c¸c khu vùc kh¸c nhau mét c¸ch tæng qu¸t hoÆc chi tiÕt h¬n, b¹n cã thÓ quyÕt ®Þnh ®èi t­îng nµo b¹n muèn quan t©m h¬n hoÆc xem nã ®­îc biÓu t­îng hãa nh­ thÕ nµo vµ ®iÒu quan träng nhÊt lµ b¹n cã thÓ tiÕp cËn víi c¬ së d÷ liÖu vÒ c¸c ®èi t­îng thÓ hiÖn trªn b¶n ®å. NhiÒu líp d÷ liÖu ®­îc thÓ hiÖn cïng lóc Phãng to mét vïng b¶n ®å mµ b¹n cÇn quan t©m h¬n. Tªn cña c¸c ®èi t­îng trªn b¶n ®å sÏ ®­î thÓ hiÖn nÕu b¹n chØ chuét vµo ®ã B¶n ®å GIS ®­îc tæ chøc nh­ thÕ nµo? Trong GIS, c¸c ®èi t­îng ®Þalý ®­îc thÓ hiÖn ë 3 d¹ng - §iÓm - §­êng - Vïng Sù liªn kÕt d÷ liÖu thuéc tÝnh vµ d÷ liÖu kh«ng gian C¸c bé phËn cÊu thµnh cña GIS PhÇn cøng – c¸c thiÕt bÞ mµ ng­êi sö dông cã thÓ thao t¸c víi c¸c chøc n¨ng cña GIS (M¸y tÝnh, c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi, PDA’s, mobile phones, etc.) C¸c bé phËn cÊu thµnh GIS PhÇn mÒm – C¸c ch­¬ng tr×nh mµ ch¹y trªn m¸y cña ng­êi sö dông; ®­îc thiÕt kÕ cho viÖc ®iÒu khiÓn vµ ph©n tÝch c¸c d÷ liÖu kh«ng gian; ArcView, ArcGIS (ESRI), MapInfo Professional (MAPINO), ERDAS Imagine,...) C¬ së d÷ liÖu – VÞ trÝ ®Þa lý, thuéc tÝnh cña ®èi t­îng, mèi quan hÖ kh«ng gian cña c¸c th«ng tin, vµ thêi gian. C¸c bé phËn cÊu thµnh GIS C¬ së d÷ liÖu Trong vÝ dô nµy, c¸c ®­êng phè ®­îc thÓ hiÖn trong c¬ së d÷ liÖu GIS. D¹ng h×nh häc cña chóng lµ c¸c ®­êng. Mçi ®­êng cã thÓ ®­îc m« t¶ bëi tªn , hoÆc m·,.. gäi lµ c¸c tbuéc tÝnh cña ®èi t­îng. Quan hÖ kh«ng gian (topology) gi÷a hai ®­êng cã thÓ lµ c¾t nhau hoÆc song song. H×nh häc Thuéc tÝnh Topology Ph­¬ng ph¸p –Kü thuËt vµ c¸c thao t¸c ®­îc sö dông ®Ó nhËp, qu¶n lý, ph©n tÝch vµ thÓ hiÖn c¸c d÷ liÖu kh«ng gian vµ b¶o ®¶m chÊt l­¬ng cña nã (sè ho¸,x©y dùng CSDL, ph©n tÝch kh«ng gian, x©y dùng b¶n ®å, metadata) Con ng­êi – Nh÷ng ng­êi sö dông, thiÕt kÕ, x©y dùng, duy tr× vµ b¶o d­ìng ch­¬ng tr×nh cña GIS, cung cÊp d÷ liÖu, gi¶i thÝch vµ b¸o c¸o kÕt qu¶. C¸c bé phËn cÊu thµnh GIS Mét sè øng dông cña GIS DÞch vô khÈn cÊp: Cøu ho¶ vµ c¶nh s¸t Qu¶n lý nguån tµi nguyªn thiªn nhiªn vµ m«i tr­êng: Gi¸m s¸t vµ m« h×nh ho¸ Th­¬ng m¹i: T×m vÞ trÝ, hÖ thèng ph©n phèi C«ng nghiÖp: Giao th«ng, liªn l¹c, má, ®­êng èng vµ ch¨m sãc søc khoÎ. Gi¸o dôc: Nghiªn cøu, C«ng cô d¹y häc, qu¶n lý. BÊt cø n¬i nµo cÇn ®Õn sù ph©n tÝch kh«ng gian C©u hái: TuyÕn ®­êng nµo nhanh nhÊt tõ bÖnh viÖn ®Õn mét vÞ trÝ nµo ®ã? Gi¶i quyÕt m¹ng l­íi Mét sè øng dông cña GIS DÞch vô khÈn cÊp: Cøu ho¶ vµ c¶nh s¸t Qu¶n lý nguån tµi nguyªn thiªn nhiªn vµ m«i tr­êng: Gi¸m s¸t vµ m« h×nh ho¸ Th­¬ng m¹i: T×m vÞ trÝ, hÖ thèng ph©n phèi C«ng nghiÖp: Giao th«ng, liªn l¹c, má, ®­êng èng vµ ch¨m sãc søc khoÎ. Gi¸o dôc: Nghiªn cøu, C«ng cô d¹y häc, qu¶n lý. BÊt cø n¬i nµo cÇn ®Õn sù ph©n tÝch kh«ng gian C©u hái: - Cã bao nhiªu ha rõng bÞ mÊt trong c¸c vô ch¸y rõng võa qua? - C¸c vô ch¸y rõng ®ã x¶y ra ë ®©u? Qu¶n lý hÖ sinh th¸i C©u hái: Vïng nµo sÏ bÞ nguy hiÓm bëi chÊt ®éc vµ cÇn ph¶i s¬ t¸n? Gi¸m s¸t m«i tr­êng bÞ nhiÔm khÝ ®éc Sö dông GIS: Quy ho¹ch ®« thÞ X©y dùng b¶n ®å ®Þa chÝnh Ên ®Þnh møc thuÕ §iÒu tra d©n sè X©y dùng b¶n ®å quèc phßng T×m c¸ch gi¶m nhÑ c¸c th¶m ho¹ Qu¶n lý nguån tµi nguyªn thiªn nhiªn vµ m«i tr­êng Mét sè øng dông cña GIS DÞch vô khÈn cÊp: Cøu ho¶ vµ c¶nh s¸t Qu¶n lý nguån tµi nguyªn thiªn nhiªn vµ m«i tr­êng: Gi¸m s¸t vµ m« h×nh ho¸ Th­¬ng m¹i: T×m vÞ trÝ, hÖ thèng ph©n phèi C«ng nghiÖp: Giao th«ng, liªn l¹c, má, ®­êng èng vµ ch¨m sãc søc khoÎ. Gi¸o dôc: Nghiªn cøu, C«ng cô d¹y häc, qu¶n lý. BÊt cø n¬i nµo cÇn ®Õn sù ph©n tÝch kh«ng gian C©u hái: Cã thÓ t×m thÊy mét thÞ tr­êng míi ë ®©u ®Ó phï hîp víi ®iÒu kiÖn cña mét khu vùc? Cã bao nhiªu lµng trong vßng 3km cña mét vÞ trÝ cho tr­íc? X¸c ®Þnh vÞ trÝ vµ kho¶ng c¸ch Mét sè øng dông cña GIS DÞch vô khÈn cÊp: Cøu ho¶ vµ c¶nh s¸t Qu¶n lý nguån tµi nguyªn thiªn nhiªn vµ m«i tr­êng: Gi¸m s¸t vµ m« h×nh ho¸ Th­¬ng m¹i: T×m vÞ trÝ, hÖ thèng ph©n phèi C«ng nghiÖp: Giao th«ng, liªn l¹c, má, ®­êng èng vµ ch¨m sãc søc khoÎ. Gi¸o dôc: Nghiªn cøu, C«ng cô d¹y häc, qu¶n lý. Bêt cø n¬i nµo cÇn ®Õn sù ph©n tÝch kh«ng gian C©u hái: ë ®©u cã sù tËp trung nhiÒu nhÊt cña nh÷ng ng­êi cao tuæi dù vµo tuæi vµ d©n sè hiÖn t¹i? ë ®©u cã sù tËp trung nhiÒu nhÊt cña ng­êi trÎ tuæi? ë ®©u cã ng­êiµu nhÊt vµ ng­êi nghÌo nhÊt sèng? M« h×nh ho¸ cho xu thÕ trong t­¬ng lai Mét sè øng dông cña GIS DÞch vô khÈn cÊp: Cøu ho¶ vµ c¶nh s¸t M«i tr­êng: Gi¸m s¸t vµ m« h×nh ho¸ Th­¬ng m¹i: T×m vÞ trÝ, hÖ thèng ph©n phèi C«ng nghiÖp: Giao th«ng, liªn l¹c, má, ®­êng èng vµ ch¨m sãc søc khoÎ. ChÝnh phñ: Qu©n ®éi, ®Þa ph­¬ng Gi¸o dôc: Nghiªn cøu, C«ng cô d¹y häc, qu¶n lý. BÊt cø n¬i nµo cÇn ®Õn sù ph©n tÝch kh«ng gian GIS trong ®µo t¹o: Nghiªn cøu – ®Ò xuÊt vµ nghiªn cøu sö dông d÷ liÖu kh«ng gian vµ kü thuËt ph©n tÝch kh«ng gian. Internet GIS ®­îc sö dông cho viÖc t×m kiÕm d÷ liÖu phôc vô nghiªn cøu. §µo t¹o .GIS software training – .GIS Certification Programs www.worldcampus.psu.edu (Penn State University) www.unigis.org (International Postgraduate Courses) Sö dông GIS ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò Gi¶i quyÕt vÊn ®Ò dùa vµo nh÷ng quyÕt ®Þnh s¸ng suèt. Nh÷ng quyÕt ®Þnh s¸ng suèt nhê vµo nh÷ng nguån th«ng tin chÝnh x¸c. Trong thÕ giíi thùc conng­êi t¹o ra nh÷ng quyÕt ®Þnh chø kh«ng ph¶i lµ m¸y tÝnh. M¸y tÝnh chØ gióp con ng­êi b»ng c¸ch cung cÊp nh÷ng th«ng tin h÷u Ých vµ chÝnh x¸c. HÖ thèng th«ng tin ®Þa lý lµ mét c«ng cô m¸y tÝnh c¬ b¶n gióp chóng ta thÓ hiÖn c¸c th«ng tin vµ cã thÓ biÕt ®­îc mèi quan hÖ cña chóng. Kh¶ n¨ng hái ®¸p nh÷ng c©u hái phøc t¹p vÒ d÷ liÖu vµ ph©nt Ých nhiÒu ®èi t­îng cïng mét lóc vµ cho ra kÕt qu¶ ngay trªn mét b¶n ®å lµm cho GIS cã mét thÕ m¹nh trong viÖc t¹o lËp th«ng tin.  Thu thËp d÷ liÖu L­u tr÷ d÷ liÖu T×m kiÕm d÷ liÖu Ph©n tÝch d÷ liÖu ThÓ hiÖn d÷ liÖu S¶n phÈm d÷ liÖu GIS cã thÓ lµm ®­îc g×? Thu thËp d÷ liÖu D÷ liÖu ®­îc thu thËp tõ nhiÒu nguån kh¸c nhau Täa ®é B¶n ®å giÊy D÷ liÖu sè L­u tr÷ d÷ liÖu D÷ liÖu ®­îc l­u tr÷ ë nhiÒu d¹ng kh¸c nhau T×m kiÕm d÷ liÖu Nh÷ng quèc gia cã d©n sè lín h¬n 20 triÖu d©n sÏ ®­îc t×m kiÕm vµ thÓ hiÖn lªn mµn h×nh b»ng c¸c khoanh mµu hång trªn h×nh d­íi ®©y. Ph©n tÝch d÷ liÖu T¹o vïng ®Öm Cã bao nhiªu ha ®Êt trong vïng ®Öm 1500m tõ ®­êng. Chång xÕp b¶n ®å Ph©n tÝch d÷ liÖu Sö dông GIS cã thÓ thÓ hiÖn d÷ liÖu ë nhiÒu c¸ch kh¸c nhau ®Ó phï hîp víi môc ®Ých cña b¹n. ThÓ hiÖn d÷ liÖu Sö dông GIS cã thÓ ®­a s¶n phÈm ra ë nhiÒu d¹ng kh¸c nhau S¶n phÈmd÷ liÖu B¶n ®å giÊy ¶nh V¨n b¶n Internet ViÔn th¸m (RS), HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu (GPS) vµ GIS - T­ liÖu viÔn th¸m bao gåm ¶nh hµng kh«ng (¶nh chôp tõ m¸y bay) vµ ¶nh vÖ tinh (¶nh chôp tõ vÖ tinh) - §Æc ®iÓm cña nh÷ng tÊm ¶nh viÔn th¸m lµ lu«n ph¶n ¸nh trung thùc bÒ mÆt tr¸i ®Êt t¹i thêi ®iÓm chôp ¶nh, v× vËy t­ liÖu ¶nh viÔn th¸m ®­îc sö dông ®Ó thµnh lËp c¸c lo¹i b¶n ®å, th¨m dß nguån tµi nguyªn thiªn nhiªn… - C«ng nghÖ viÔn th¸m ®Æc biÖt hiÖu qu¶ ®èi víi nh÷ng ®èi t­îng mµ kh¶ n¨ng tiÕp cËn nghiªn cøu trùc tiÕp ngoµi thùc ®Þa khã kh¨n nh­ khu vùc nói cao trïng ®iÖp. - §Æc ®iÓm quan träng cña c¸c tÊm ¶nh vÖ tinh lµ cã chu kú lÆp l¹i nhanh chãng. (Landsat cã chu kú chôp lÆp l¹i lµ 18 ngµy). §Æc ®iÓm nµy cho phÐp theo dâi qu¸ tr×nh diÔn biÕn tù nhiªn ph©n tÝch nhanh chãng tr¹ng th¸i c©y trång n«ng nghiÖp, thay ®æi sö dông ®Êt, c¸c qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña sù xãi mßn ®Êt.... ViÔn th¸m (RS), HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu (GPS) vµ GIS - HiÖn nay, ë n­íc ta t­ liÖu viÔn th¸m ®­îc sö dông nhiÒu trong hÇu hÕt c¸c lÜnh vùc qu¶n lý nguån tµi nguyªn thiªn nhiªn. - GPS lµ hÖ thèng bao gåm 24 vÖ tinh bay xung quanh tr¸i ®Êt, bay trong 6 quü ®¹o trßn ë ®é cao 20200 km. - T¹i bÊt kú mét vÞ trÝ nµo trong kh«ng gian, còng cã thÓ nh×n thÊy Ýt nhÊt 4 vÖ tinh, nhê ®ã cã thÓ x¸c ®Þnh chÝnh x¸c täa ®é ®èi t­îng th«ng qua m¸y thu GPS. ViÔn th¸m (RS), HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu (GPS) vµ GIS - GPS ®­îc sö dông nhiÒu trong lÜnh vùc tr¾c ®Þa, lËp b¶n ®å, ®iÒu tra nguån tµi nguyªn thiªn nhiªn. - T­ liÖu viÔn th¸m, hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu vµ GIS t¹o thµnh mét c«ng nghÖ 3S, lu«n kÕt hîp cïng nhau ®Ó gi¶i quyÕt c¸c bµI to¸n vÒ qu¶n lý nguån tµI nguyªn thiªn nhiªn vµ m«I tr­êng. ViÔn th¸m (RS), HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu (GPS) vµ GIS ¶nh aster khu vùc hµ néi ®é ph©n gi¶i 15m SPOT5 2.5m Natural Color of Capital Hanoi, Vietnam GPS 12 XL, 12 ®é chÝnh x¸c 15 m GPS V, ®é chÝnh x¸c 10-15 m GPS ProMark X, ®é chÝnh x¸c 3-5m GPS Garmin 17 N, ®é chÝnh x¸c 2-3m Lîi Ých cña viÖc sö dông GIS Toµn cÇu hãa d÷ liÖu H¹n chÕ cña viÖc sö dông GIS D÷ liÖu: §ßi hái kü thuËt cao khi chuyÓn tõ ph­¬ng ph¸p truyÒn thèng ®Ó ®¸p øng ®é chÝnh x¸c cho d÷ liÖu GIS. KiÕn thøc vÒ kü thuËt m¸y tÝnh c¬ b¶n Chi phÝ tµi chÝnh ban ®Çu lín C¸c thiÕt bÞ vµ phÇn mÒm GIS ®¾t tiÒn