Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 3
1.1. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS 3
1.2. CƠ SỞ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS 5
1.2.1. Định nghĩa GIS 5
1.2.2. Các thành phần của GIS 8
1.2.3. Các chức năng của GIS 15
1.3. CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA GIS 18
1.3.1. Khái niệm chung 18
1.3.2. Tổ chức cơ sở dữ liệu 20
1.3.3. Cấu trúc và mô hình dữ liệu trong GIS 21
1.4. MÔ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH TRONG GIS 28
1.4.1. Khái niệm về mô hình số địa hình và mô hình số độ cao 28
1.4.2. Các phương pháp biểu diễn mô hình số độ cao 30
1.4.3. Nguồn dữ liệu và phương pháp lấy mẫu 32
1.4.4. Các kết quả thu được từ mô hình số độ cao 34
1.5. CÁC HỆ TỌA ĐỘ DÙNG TRONG HỆ GIS 35
1.5.1. Hệ toạ độ dùng trong tham chiếu GIS 35
1.5.2. Các dạng chuyển đổi toạ độ trong GIS 36
1.6. PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN TRONG GIS 37
1.6.1. Phân tích không gian là gì? 37
1.6.2. Khả năng phân tích không gian của GIS 37
1.7. GIS – MỘT KHOA HỌC LIÊN NGÀNH 39
1.7.1. Mối quan hệ của GIS với các ngành khoa học khác 39
1.7.2. Một số ứng dụng của GIS 41
Chương 2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH CHO CÔNG NGHỆ GIS 44
2.1. QUY TRÌNH TỔNG QUÁT XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 44
2.1.1. Nhập dữ liệu ( Input of Data) 44
2.1.2.Thao tác dữ liệu ( Data Manipulation) 46
2.1.3. Lưu trữ và quản lý dữ liệu (Data Management). 51
2.1.4. Phân tích dữ liệu (Data Analysis and Retrieval) 53
2.1.5. Xuất dữ liệu (Data Output) 55
2.2. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG ARCGIS 55
Chương 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1:10000 TỈNH HÀ GIANG BẰNG PHẦN MỀM ARCGIS 58
3.1. KHÁI QUÁT VỀ TỈNH HÀ GIANG 58
3.1.1. Điều kiện địa lý tự nhiên 58
3.1.2. Tài nguyên thiên nhiên 60
3.1.3. Đặc điểm dân cư, kinh tế- xã hội 63
3.2. XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1:10000 TỈNH HÀ GIANG BẰNG PHẦN MỀM ARCGIS 66
3.2.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian 66
3.2.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính 78
3.2.3. Quản lý - Lưu trữ dữ liệu 84
3.2.4. Phân tích dữ liệu 85
3.2.5. Trình bày bản đồ 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.3: Các thành phần thiết bị phần cứng cơ bản của GIS. 9
Hình 1.4: Thành phần phần mềm cơ bản của GIS. 12
Hình 1.5: Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. 20
Hình 1.6: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm (Point). 22
Hình 1.7: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng đường (Arc). 23
Hình 1.8: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon). 24
Hình 1.9: Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster. 25
Hình 1.10: Sự chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector. 27
Hình 1.11: Các hệ tham chiếu GIS. 35
Hình 2.1: Quy trình tổng quát xây dựng cơ sở dữ liệu. 44
Bảng 2.1. Các khả năng chung của GIS trong việc thao tác dữ liệu. 48
Hình 3.1: Quy trình thành lập cơ sở dữ liệu từ bản đồ giấy. 67
Hình 3.2: Kết quả quá trình nhập dữ liệu 70
Hình 3.2.1: Lớp cơ sở 72
Hình 3.2.2: Lớp địa giới hành chính 73
Hình 3.2.3: Lớp địa hình 73
Hình 3.2.4: Lớp thủy hệ 74
Hình 3.2.5: Lớp giao thông 75
Hình 3.2.6: Lớp hạ tầng dân cư 76
Hình 3.6: Lớp phủ bề mặt 76
Hình 3.2.2.1: Lớp địa giới hành chính 79
Hình 3.2.2.2: Lớp địa hình 80
Hình 3.2.2.3: Lớp thủy hệ 80
Hình 3.2.2.4: Lớp giao thông 81
Hình 3.2.2.5: Lớp dân cư 81
Hình 3.2.2.6: Lớp phủ bề mặt 82
Hình 3.2.2.7: Lớp tim đường 82
Hình 3.2.2.8: Chồng xếp các lớp thông tin lại với nhau 83
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay đòi hỏi phải tận dụng các nguồn tài nguyên sẵn có trong nước và đi đôi với sự phát triển kinh tế là sự khai thác tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là đất đai ở các tỉnh miền nùi và trung du với tốc độ chưa từng thấy dẫn tới những hậu quả trầm trọng: Suy thoái các nguồn tài nguyên thiên nhiên và chất lượng môi trường. Do đó, công tác theo dõi, quản lý và khai thác đất đai theo đúng mục đích sử dụng đất, dự báo kịp thời về tình trạng suy thoái tài nguyên đất, đưa ra các phương hướng và biện pháp bảo vệ đất đai ngày càng trở lên cấp bách.
Để làm tốt công tác quản lý tài nguyên đất ở quy mô quốc gia và quy mô của một tỉnh, Nhà nước cần có những cơ sở dữ liệu khoa học, quản lý các thông tin về đất, đầy đủ, chính xác và được cập nhật thường xuyên. Có như vậy mới nhanh chóng đưa ra các giải pháp, các quyết định hợp lý trong quá trình xây dựng chiến lược phát triển kinh tế xã hội và giám sát tài nguyên môi trường như khuyến cáo hay vạch ra hướng sử dụng đất đai một cách hợp lý và giảm thiểu các ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sinh thái trong các dự án phát triển kinh tế ở các địa phương.
Hiện nay tại các tỉnh, các cơ quan nghiên cứu trung ương đã tập trung được một khối lượng lớn thông tin, số liệu điều tra về đất đai của mỗi tỉnh, địa phương, nhưng việc tập hợp, xử lý, sử dụng và khai thác chúng còn nhiều khó khăn, do tình hình phân tán và thiếu hệ thống của chúng. Nhu cầu có một phương pháp và phương tiện quản lý các loại dữ liệu, thông tin về tài nguyên thiên nhiên nói chung, về đất đai nói riêng ngày càng trở lên cấp bách. Trong lĩnh vực này, công nghệ thông tin có ý nghĩa to lớn và đóng một vai trò quyết định để đáp ứng nhu cầu cấp bách này.
Công nghệ thông tin ứng dụng, mà trực tiếp là công nghệ Hệ thống thông tin địa lý GIS, là một công nghệ còn khá mới mẻ nhưng đã được ứng dụng và phát triển ở Việt Nam từ khá sớm. Hiện nay, GIS đang được sử dụng như một hệ thống các công cụ hữu hiệu để lưu trữ, xử lý, cập nhật, quản lý và xuất các thông tin địa lý phục vụ cho các mục đích ứng công cụ thể khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý tài nguyên, quy hoạch lãnh thổ.
Trong lĩnh vực quản lý đất đai và môi trường, GIS có ý nghĩa và tác dụng to lớn. Đây là một công nghệ của hôm nay và tương lai. Sử dụng GIS là một xu hướng đang phát triển mạnh mẽ trong các ngành nghiên cứu và sử dụng thông tin không gian. Chính vì lẽ đó em đã lựa chọn để tài “Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 của tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS". Đồ án được thể hiện trong ba chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý
Chương 2: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình cho công nghệ GIS
Chương 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS
Mặc dù đã có nhiều cố gắng song đồ án cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy, cô và các bạn để đồ án này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
1.1. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS
Trong xã hội thông tin, thông tin địa lý giữ một vai trò rất quan trọng. Khi cung cấp bất kỳ thông tin gì hay sự kiện gì, nhà cung cấp thông tin cần cho biết vật ấy, sự kiện ấy xảy ra ở đâu, khi nào. Đó chính là thông tin địa lý (geographic information).
Từ khi ra đời, với tư cách là một công nghệ, GIS (Geographic Information System) đã và đang được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực. GIS đã phát triển từ những ứng dụng trên các đối tượng liên quan đến đất đai và biến đổi chậm như tài nguyên, môi trường đến các ứng dụng trong các lĩnh vực liên quan đến con người hay những đối tượng có tần số biến đổi nhanh như cơ sở kỹ thuật hạ tầng, kinh tế, xã hội.
Với những ứng dụng ngày càng rộng rãi và phát triển mạnh mẽ trong các lĩnh vực kinh tế, xã hội, từ năm 1992, các nhà khoa học Mỹ đã xác lập một nghành khoa học mới, khoa học thông tin địa lý – GIS (Geographic Information Science). GIS đã từng bước hoàn thiện các mô hình biểu diễn các đối tượng, các hoạt động, các sự kiện và các quan hệ của chúng trong thế giới thực, đồng thời nghiên cứu phát triển các thuật toán lưu trữ, xử lý dữ liệu theo không gian và thời gian.
GIS ra đời từ đầu thập niên 60 ở Canada, và suốt thời gian của hai thập niên 60 và 70, GIS cũng chỉ được một vài cơ quan chính quyền ở khu vực Bắc Mỹ quan tâm nghiên cứu. Mãi đến đầu thập niên 80, khi công nghệ sản xuất phần cứng máy tính phát triển mạnh với chức năng cao, giá thành hạ, đồng thời với sự phát triển nhanh về lý thuyết và ứng dụng cơ sở dữ liệu (CSDL) cùng với nhu cầu cần thiết về thông tin địa lý làm cho công nghệ GIS ngày càng được quan tâm hơn.
Sự phát triển của công nghệ máy tính đồng thời với những kết quả của các thuật toán nhận dạng xử lý ảnh, và cơ sở dữ liệu đã tạo điều kiện cho công nghệ thông tin địa lý ngày càng phát triển.
Có nhiều công trình nghiên cứu cho thấy vai trò quan trọng của GIS trong việc quản lý, xử lý các vấn đề kinh tế, xã hội và môi trường. Vì vậy, các phần mềm GIS được phổ biến rất nhanh mặc dù người sử dụng vẫn còn gặp phải một số vấn đề về việc không tương thích với nhau vì chưa có một tiêu chuẩn thống nhất. Và đặc biệt các chương trình giảng dạy cũng càng được phổ biến và chuẩn hoá.
Cho đến nay, trên thế giới đã hình thành nhiều cơ quan nghiên cứu GIS với quy mô, hướng tiếp cận và mục tiêu khác nhau:
- RRL (Regional Research Laboratory) được thành lập vào tháng 2/1978 ở Anh với bốn trung tâm, được tài trợ của ESRC (Advisory Board for Research Council) và một số trường đại học, tổ chức thương mại. Từ đó, RRL phát triển thành trung tâm nghiên cứu chuyên biệt hướng vào các nội dung quản lý CSDL, phát triển phần mềm và phân tích không gian.
- NCGIA (National Central for Geographic Information and Analysis) thành lập năm 1988 được Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ (US NSF) cấp kinh phí. NCGIA triển khai theo năm hướng nghiên cứu: Phân tích và thống kê không gian; quan hệ giữa không gian và cấu trúc dữ liệu; trí tuệ nhân tạo và các hệ chuyên gia; hiển thị hình ảnh; những đề tài kinh tế, xã hội, văn hoá. Những đề tài của NCGIA mang nặng tính chất hàn lâm, đi sâu vào bản chất kỹ thuật và phương pháp luận.
- NEXPRI (Dutch Expertise Central for Spatial Data Analysis) được thành lập vào tháng 1 năm 1989 do Ủy ban khoa học quốc gia Hà Lan cấp kinh phí. NEXPRI có hai trung tâm với bốn hướng nghiên cứu chính là: lý thuyết về phân tích không gian, đánh giá định lượng về đất, sự di chuyển của vật chất và ô nhiễm, phát triển các phương pháp và kỹ thuật GIS.
1.2. CƠ SỞ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS
1.2.1. Định nghĩa GIS
GIS đã bắt đầu được sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển hơn một thập niên qua, đây là một dạng ứng dụng công nghệ tin học (Information Technology) nhằm mô tả thế giới thực (Real world) mà loài người đang sống, tìm hiểu, khai thác. Với những chức năng ưu việt, GIS ngày nay đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu và quản lý, đặc biệt trong quản lý và quy hoạch sử dụng - khai thác các nguồn tài nguyên một cách bền vững và hợp lý.
Sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin đã đưa tin học thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống, mở ra một giai đoạn mới trong quá trình phát triển khoa học. GIS là một trong những ứng dụng rất có giá trị của công nghệ tin học trong ngành địa lý, điều tra cơ bản, quy hoạch đô thị và thông báo môi trường.
Vậy GIS là gì?
Khái niệm GIS được hình thành từ ba khái niệm:
• Hệ thống – Công nghệ máy tính và các hạ tầng hỗ trợ khác (System)
• Thông tin – Dữ liệu và Thông tin (Information)
• Địa lý – Thế giới thực, các thực thể không gian (Geographic )
GIS là một kỹ thuật ứng dụng hệ thống vi tính số hoá, xuất hiện trong những năm 1960 cho đến nay công nghệ này được biết đến như là một kỹ thuật toàn cầu.
Đã có nhiều định nghĩa về GIS ra đời, dưới đây là một số định nghĩa của một số tác giả:
- GIS là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian (Clarke 1995).
- GIS là một trường hợp đặc biệt của một hệ thống thông tin với CSDL gồm những đối tượng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trong không gian được biểu diễn như những điểm, đường, vùng trong hệ thống máy tính. Hệ thống địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường, vùng phục vụ cho những hỏi đáp đặc biệt (Dueker 1979).
- Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm bốn khả năng xử lý dữ liệu địa lý là: (1) nhập dữ liệu, (2) quản lý dữ liệu (bao gồm lưu trữ và truy xuất), (3) gia công và phân tích dữ liệu, (4) xuất dữ liệu (Stan Aronoff 1993).
- Công nghệ dựa trên máy tính và phương pháp để thu thập, quản lý, phân tích, mô hình và mô tả dữ liệu địa lý cho các ứng dụng khác nhau.
- Một hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu cho mục đích thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian cho mục đích hỗ trợ ra quyết định và nghiên cứu.
Những định nghĩa trên cho thấy rằng GIS có những khả năng của một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm) và các thiết bị ngoại vi dùng để nhập, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và hiển thị hay xuất dữ liệu. Trong đó CSDL của hệ thống chứa những dữ liệu của các đối tượng, các hoạt động kinh tế, xã hội, nhân văn, phân bố theo không gian và những sự kiện xảy ra theo tiến trình lịch sử.
Có thể nói cách khác rằng, GIS là một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm) và các thiết bị ngoại vi có khả năng trả lời các câu hỏi cơ bản Ai? Cái gì? Ở đâu? Khi nào? Như thế nào? Tại sao? khi được xác định trước một hay một vài nội dung trong các câu hỏi đó. Trong đó các câu trả lời Ai? Cái gì? Xác định các đối tượng, các hoạt động, các sự kiện cần khảo sát; Câu trả lời Ở đâu? xác định vị trí của đối tượng, hoạt động hay sự kiện; câu trả lời Như thế nào? hay Tại sao? Là kết quả phân tích của hệ thông tin địa lý.
Một cách khái quát, có thể hiểu một hệ GIS như là một quá trình sau:
Hình 1.1: Mô hình công nghệ GIS.
- Số liệu vào: được nhập từ các nguồn khác nhau, như chuyển đổi giữa các cách biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp…
- Quản lý số liệu: sau khi số liệu được thu thập và tổng hợp, GIS cần cung cấp các thiết bị có thể lưu và bảo trì số liệu nhằm đảm bảo: bảo mật số liệu, tích hợp số liệu, lọc và đánh giá số liệu, khả năng duy trì. GIS lưu thông tin thế giới thực thành các tầng số liệu riêng biệt, các tầng này đặt trong cùng một hệ trục toạ độ và chúng có khả năng liên kết với nhau.
- Xử lý số liệu: với các chức năng thao tác trên số liệu được bằng các phần mềm chuyên dụng, GIS tạo ra các sản phẩm là các loại thông tin mà người sử dụng yêu cầu. Đồng thời trợ giúp cho người sử dụng lựa chọn các
Hình 3.2.2.8 : Chồng xếp các lớp thông tin lại với nhau
- Liên kết thông tin thuộc tính.
Sau khi các bảng thông tin thuộc tính đã được nhập vào ArcGIS, ta có thể đưa chúng lên bản đồ bằng cách liên kết với các bảng thuộc tính của đối tượng bản đồ (Attribute Table of Theme). Khi đó, tất cả các trường trong bảng dữ liệu sẽ được chuyển sang bảng Attribute Table và ta có thể sử dụng các trường dữ liệu này để dán nhãn, xây dựng các câu hỏi truy vấn hay phân tích tạo các bản đồ chuyên đề. Công cụ thực hiện phép liên kết trong ArcGIS là Join.
Sau khi thực hiện liên kết thì trong bảng dữ liệu thuộc tính của file gốc, ngoài các field có sẵn sẽ xuất hiện thêm các field của đối tượng địa lý muốn liên kết.
Chú ý, các trường mới này chỉ mang tính chất hiển thị, không lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của file gốc. Muốn lưu trữ thêm trường nào của file gốc ta phải tạo thêm trường mới.
- Cập nhật thông tin.
Các thông tin phải được cập nhật thường xuyên , ta có thể truy cập thông tin thuộc tính thông qua bản đồ đã được đo vẽ bổ sung hay có thể tạo ra các bản đồ thông qua cơ sở dữ liệu dạng bảng. Để truy nhập và hiển thị các dữ liệu này, máy tính phải lưu trữ cả dữ liệu bảng và dữ liệu đồ họa theo khuôn dạng có tổ chức và có thể tìm kiếm được theo đặc điểm của phần mềm ArcGIS.
3.2.3. Quản lý - Lưu trữ dữ liệu
3.2.3. 1. Quản lý dữ liệu
Thông tin dữ liệu bao gồm hai kiểu thông tin: Thông tin địa lý và thông tin thuộc tính. Các thông tin này được lưu trữ trong các tệp tin trên máy tính và trong phần mềm ArcGIS chúng được quản lý trong các tập tin độc lập chứa thông tin địa lý và thông tin thuộc tính về các đối tượng trên bản đồ. Tính ứng dụng của một hệ GIS phụ thuộc vào khả năng liên kết hai kiểu dữ liệu này và khả năng duy trì mối quan hệ không gian giữa các đối tượng bản đồ, khả năng tích hợp các loại dữ liệu trên cho phép chúng ta tìm kiếm và phân tích dữ liệu một cách có hiệu quả.
Một vấn đề khá quan trọng trong việc quản lý dữ liệu là chuyển tọa độ của các lớp số hóa về một hệ tọa độ thực, thống nhất chung cho toàn bộ các lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu đã xây dựng. Nhiệm vụ này được thực hiện như sau:
- Tạo ra lớp chứa thông tin toạ độ các điểm Tic.
- Nhập thông tin tọa độ lớp Tic.
- Chuyển toạ độ lớp Tic sang tọa độ UTM.
- Chuyển lớp thông tin số hóa về toạ độ thực.
3.2.3.2. Lưu trữ dữ liệu
Kết quả của quá trình số hoá và biên tập dữ liệu có thể được lưu trữ dưới hai dạng: lưu trữ trên đĩa và in ra giấy.
Dữ liệu địa lý tỉnh Hà Giang sau khi chuẩn hóa sẽ được chuyển sang dạng *.shp. Để chuyển từ khuôn dạng *.dgn của MicroStation sang *.shp của ArcGIS ta làm như sau:
Khởi động ConvertDGN. Trên dòng “thư mục lược đồ (TopSys)” ta chọn đường dẫn cho file TopSys. Trên dòng “Tệp Dsign (.dgn)” ta chọn đường dẫn cho file *.dgn cần chuyển đổi khuôn dạng. Trên dòng “Tệp Personal Geodatabase (.shp)” ta chọn đường dẫn cho tệp *.shp
3.2.4. Phân tích dữ liệu
Sau khi biên tập hoàn chỉnh các dữ liệu, ta có một cơ sở dữ liệu địa lý khá hoàn thiện và bắt đầu quá trình thực hiện các thao tác phân tích. Mỗi lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu chỉ chứa đựng một số thông tin nhất định cần thiết cho quá trình phân tích. Các kết quả phân tích địa lý có thể được thể hiện thông qua các bản đồ, các báo cáo.
3.2.4.1. Làm việc với dữ liệu bảng trong ArcGIS
Để hiển thị bảng thuộc tính ta kích chuột phải vào Feature Class hay Table hiển thị trong danh sách layer, chọn Open Atribute Tables (với Feature Class) và Open đối với Table.
- Tạo mới trường dữ liệu cho Feature Class và Table:
Click vào nút lệnh Options, chọn Add Field, đánh tên trường vào ô Name và chọn kiểu dữ liệu tại ô Type. Đưa vào các ràng buộc cho trường dữ liệu trong Field Properties. Kick OK.
- Thêm bản ghi vào trong Feature Class và Table:
Kick , nhập thông tin cho bản ghi mới, Kick , Kick Editor, Kick Save Edits để lưu lại các bản ghi mới thêm vào trong Geodatabase.
Trên bảng thuộc tính ta cũng có thể chọn All để xem tất cả các bảng ghi; Chọn Selected nếu chỉ xem các bảng ghi được lựa chọn.
3.2.4.2. Xây dựng các công thức truy vấn
Bản đồ trong ArcGIS chứa đựng một khối lượng lớn thông tin. Tuy nhiên, để bản đồ không trở nên quá phức tạp khi sử dụng không phải tất cả các thông tin này được thể hiện trực quan trên bản đồ. ArcGIS có một số công cụ để khai thác các thông tin đó: công cụ Identify để trả lời câu hỏi “Đó là cái gì”, công cụ Query để tìm các đối tượng thoả mãn 1 hay nhiều điều kiện nào đó hay để phân tích dữ liệu.
+ Từ thanh thực đơn Selection chọn Select by Attributes hay ta chọn từ Option của bảng thuộc tính.
+ Chọn trường cần lựa chọn ở hộp Fields.
+ Chọn phép tính của câu lệnh.
+ Chọn giá trị gán cho trường.
+ Bấm Apply các đối tượng được chọn sẽ được hiển thị màu xanh.
3.2.5. Trình bày bản đồ
Sau khi đã thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu số và thực hiện các phân tích địa lý, công việc cuối cùng là thể hiện các kết quả đó ra dưới dạng bản đồ để phục vụ cho người sử dụng.
Trong phần mềm ArcGIS, công việc in một bản đồ với các đề mục, thước tỷ lệ, bảng chú thích, mũi tên chỉ hướng Bắc, các dạng text và một vài graphics được gọi là tạo ra một layout (tạo một bản trình bày).
Một layout là tập hợp các phần mà bạn muốn xuất hiện trên bản đồ, chúng được sắp xếp theo ý định của bạn và sau đó được in ra khi nó đã sẵn sàng. Sử dụng các layout ta dễ dàng tạo ra các bản đồ có chất lượng cao với ArcGIS. Trên một layout ta có thể đưa thêm nhiều hơn một cửa sổ (view) cũng như các đồ thị và các bảng số liệu. Mặt khác ta cũng có thể tạo ra các layout mẫu để sử dụng làm các bản đồ chuẩn cho các bản đồ tương tự mà ta tạo lập sau này.
- In bản đồ:
+ Cài đặt trang in và máy in: Chọn phải chuột vào cửa sổ Layout View và chọn Page and Print Setup, hay chọn File sau đó chọn Page and Print Setup. Chọn kích thước trang in và OK để hoàn thành.
+ Sau khi cài đặt máy in và trang in xong, ta có thể tiến hành in trực tiếp trên ArcMap: Chọn menu File → Print, trong hộp thoại hiện ra xem lại các thông số về trang in và máy in và chọn OK để in.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Hệ thống thông tin địa lý GIS từ khi ra đời đến nay đã trải qua một chặng đường phát triển đáng kể. Tuy là một công nghệ trẻ nhưng ứng dụng của GIS đã và đang là một trong những giải pháp lựa chọn quan trọng trong chiến lược phát triển công nghệ thông tin của các ngành xây dựng cơ sở hạ tầng. Thực tế đã chứng minh trong lập bản đồ và phân tích địa lý, GIS thực thi các công việc này tốt hơn và nhanh hơn các phương pháp thủ công cũ.
Sở dĩ Hệ thống thông tin địa lý nhanh chóng giành được vị trí đáng kể trên thế giới là do GIS có khả năng thu thập, lưu trữ, truy cập, biến đổi và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực. Mô hình dữ liệu cơ sở của hệ thống thông tin địa lý là tập hợp các hình ảnh địa lý được trừu tượng hóa (điểm, đường, vùng) cùng với các thuộc tính của chúng được lưu giữ trong một bảng liên hệ. Mỗi ứng dụng trong hệ thống thông tin địa lý đều được tạo ra riêng cho nó một cơ sở dữ liệu đặc trưng. Thông thường các dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý được phân loại và quản lý theo từng lớp đối tượng và mối liên kết với vị trí địa lý của chúng. Với cách quản lý đó, hệ thống thông tin địa lý cho phép người sử dụng có thể tổng hợp các hình ảnh đơn giản vào trong mô hình số liệu nhanh chóng và mềm dẻo tạo ra các hình ảnh phức tạp, thể hiện mối tương tác đa dạng của các đối tượng trong thế giới thực.
Qua quá trình nghiên cứu theo nội dung đề tài và tiến hành thực nghiệm xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình 1:10000 tỉnh Hà Giang, em đã đạt được một số kết quả sau:
- Hiểu được kỹ hơn về Hệ thống thông tin địa lý và được tiếp xúc với một số phần mềm mới.
- Nắm được quy trình để xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý từ tư liệu ảnh hàng không bằng công nghệ ảnh số.
- Cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 tỉnh Hà Giang đã được xây dựng với đầy đủ các lớp thông tin địa lý (Cơ sở, địa giới hành chính, địa hình, giao thông, thủy hệ, dân cư, phủ bề mặt).
Những kết quả nghiên cứu trên mới chỉ là bước đầu, mới chỉ là một trong những phương pháp để xây dựng cơ sở dữ liệu và cũng chỉ là một ví dụ về một thị trấn . Vì vậy, để công nghệ GIS có thể phát huy tính ưu việt của nó cần có nhiều chương trình, đề án phát triển và mở rộng không những chỉ về các phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu mà còn cả về các ứng dụng công nghệ GIS một cách cụ thể. Có như vậy thì công nghệ GIS mới thực sự đáp ứng được các yêu cầu của xã hội.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 3
1.1. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS 3
1.2. CƠ SỞ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS 5
1.2.1. Định nghĩa GIS 5
1.2.2. Các thành phần của GIS 8
1.2.3. Các chức năng của GIS 15
1.3. CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA GIS 18
1.3.1. Khái niệm chung 18
1.3.2. Tổ chức cơ sở dữ liệu 20
1.3.3. Cấu trúc và mô hình dữ liệu trong GIS 21
1.4. MÔ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH TRONG GIS 28
1.4.1. Khái niệm về mô hình số địa hình và mô hình số độ cao 28
1.4.2. Các phương pháp biểu diễn mô hình số độ cao 30
1.4.3. Nguồn dữ liệu và phương pháp lấy mẫu 32
1.4.4. Các kết quả thu được từ mô hình số độ cao 34
1.5. CÁC HỆ TỌA ĐỘ DÙNG TRONG HỆ GIS 35
1.5.1. Hệ toạ độ dùng trong tham chiếu GIS 35
1.5.2. Các dạng chuyển đổi toạ độ trong GIS 36
1.6. PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN TRONG GIS 37
1.6.1. Phân tích không gian là gì? 37
1.6.2. Khả năng phân tích không gian của GIS 37
1.7. GIS – MỘT KHOA HỌC LIÊN NGÀNH 39
1.7.1. Mối quan hệ của GIS với các ngành khoa học khác 39
1.7.2. Một số ứng dụng của GIS 41
Chương 2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH CHO CÔNG NGHỆ GIS 44
2.1. QUY TRÌNH TỔNG QUÁT XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 44
2.1.1. Nhập dữ liệu ( Input of Data) 44
2.1.2.Thao tác dữ liệu ( Data Manipulation) 46
2.1.3. Lưu trữ và quản lý dữ liệu (Data Management). 51
2.1.4. Phân tích dữ liệu (Data Analysis and Retrieval) 53
2.1.5. Xuất dữ liệu (Data Output) 55
2.2. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG ARCGIS 55
Chương 3: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1:10000 TỈNH HÀ GIANG BẰNG PHẦN MỀM ARCGIS 58
3.1. KHÁI QUÁT VỀ TỈNH HÀ GIANG 58
3.1.1. Điều kiện địa lý tự nhiên 58
3.1.2. Tài nguyên thiên nhiên 60
3.1.3. Đặc điểm dân cư, kinh tế- xã hội 63
3.2. XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1:10000 TỈNH HÀ GIANG BẰNG PHẦN MỀM ARCGIS 66
3.2.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian 66
3.2.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính 78
3.2.3. Quản lý - Lưu trữ dữ liệu 84
3.2.4. Phân tích dữ liệu 85
3.2.5. Trình bày bản đồ 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.3: Các thành phần thiết bị phần cứng cơ bản của GIS. 9
Hình 1.4: Thành phần phần mềm cơ bản của GIS. 12
Hình 1.5: Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. 20
Hình 1.6: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm (Point). 22
Hình 1.7: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng đường (Arc). 23
Hình 1.8: Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon). 24
Hình 1.9: Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster. 25
Hình 1.10: Sự chuyển đổi dữ liệu giữa raster và vector. 27
Hình 1.11: Các hệ tham chiếu GIS. 35
Hình 2.1: Quy trình tổng quát xây dựng cơ sở dữ liệu. 44
Bảng 2.1. Các khả năng chung của GIS trong việc thao tác dữ liệu. 48
Hình 3.1: Quy trình thành lập cơ sở dữ liệu từ bản đồ giấy. 67
Hình 3.2: Kết quả quá trình nhập dữ liệu 70
Hình 3.2.1: Lớp cơ sở 72
Hình 3.2.2: Lớp địa giới hành chính 73
Hình 3.2.3: Lớp địa hình 73
Hình 3.2.4: Lớp thủy hệ 74
Hình 3.2.5: Lớp giao thông 75
Hình 3.2.6: Lớp hạ tầng dân cư 76
Hình 3.6: Lớp phủ bề mặt 76
Hình 3.2.2.1: Lớp địa giới hành chính 79
Hình 3.2.2.2: Lớp địa hình 80
Hình 3.2.2.3: Lớp thủy hệ 80
Hình 3.2.2.4: Lớp giao thông 81
Hình 3.2.2.5: Lớp dân cư 81
Hình 3.2.2.6: Lớp phủ bề mặt 82
Hình 3.2.2.7: Lớp tim đường 82
Hình 3.2.2.8: Chồng xếp các lớp thông tin lại với nhau 83
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay đòi hỏi phải tận dụng các nguồn tài nguyên sẵn có trong nước và đi đôi với sự phát triển kinh tế là sự khai thác tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là đất đai ở các tỉnh miền nùi và trung du với tốc độ chưa từng thấy dẫn tới những hậu quả trầm trọng: Suy thoái các nguồn tài nguyên thiên nhiên và chất lượng môi trường. Do đó, công tác theo dõi, quản lý và khai thác đất đai theo đúng mục đích sử dụng đất, dự báo kịp thời về tình trạng suy thoái tài nguyên đất, đưa ra các phương hướng và biện pháp bảo vệ đất đai ngày càng trở lên cấp bách.
Để làm tốt công tác quản lý tài nguyên đất ở quy mô quốc gia và quy mô của một tỉnh, Nhà nước cần có những cơ sở dữ liệu khoa học, quản lý các thông tin về đất, đầy đủ, chính xác và được cập nhật thường xuyên. Có như vậy mới nhanh chóng đưa ra các giải pháp, các quyết định hợp lý trong quá trình xây dựng chiến lược phát triển kinh tế xã hội và giám sát tài nguyên môi trường như khuyến cáo hay vạch ra hướng sử dụng đất đai một cách hợp lý và giảm thiểu các ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sinh thái trong các dự án phát triển kinh tế ở các địa phương.
Hiện nay tại các tỉnh, các cơ quan nghiên cứu trung ương đã tập trung được một khối lượng lớn thông tin, số liệu điều tra về đất đai của mỗi tỉnh, địa phương, nhưng việc tập hợp, xử lý, sử dụng và khai thác chúng còn nhiều khó khăn, do tình hình phân tán và thiếu hệ thống của chúng. Nhu cầu có một phương pháp và phương tiện quản lý các loại dữ liệu, thông tin về tài nguyên thiên nhiên nói chung, về đất đai nói riêng ngày càng trở lên cấp bách. Trong lĩnh vực này, công nghệ thông tin có ý nghĩa to lớn và đóng một vai trò quyết định để đáp ứng nhu cầu cấp bách này.
Công nghệ thông tin ứng dụng, mà trực tiếp là công nghệ Hệ thống thông tin địa lý GIS, là một công nghệ còn khá mới mẻ nhưng đã được ứng dụng và phát triển ở Việt Nam từ khá sớm. Hiện nay, GIS đang được sử dụng như một hệ thống các công cụ hữu hiệu để lưu trữ, xử lý, cập nhật, quản lý và xuất các thông tin địa lý phục vụ cho các mục đích ứng công cụ thể khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý tài nguyên, quy hoạch lãnh thổ.
Trong lĩnh vực quản lý đất đai và môi trường, GIS có ý nghĩa và tác dụng to lớn. Đây là một công nghệ của hôm nay và tương lai. Sử dụng GIS là một xu hướng đang phát triển mạnh mẽ trong các ngành nghiên cứu và sử dụng thông tin không gian. Chính vì lẽ đó em đã lựa chọn để tài “Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 của tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS". Đồ án được thể hiện trong ba chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý
Chương 2: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình cho công nghệ GIS
Chương 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 tỉnh Hà Giang bằng phần mềm ArcGIS
Mặc dù đã có nhiều cố gắng song đồ án cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy, cô và các bạn để đồ án này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
1.1. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS
Trong xã hội thông tin, thông tin địa lý giữ một vai trò rất quan trọng. Khi cung cấp bất kỳ thông tin gì hay sự kiện gì, nhà cung cấp thông tin cần cho biết vật ấy, sự kiện ấy xảy ra ở đâu, khi nào. Đó chính là thông tin địa lý (geographic information).
Từ khi ra đời, với tư cách là một công nghệ, GIS (Geographic Information System) đã và đang được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực. GIS đã phát triển từ những ứng dụng trên các đối tượng liên quan đến đất đai và biến đổi chậm như tài nguyên, môi trường đến các ứng dụng trong các lĩnh vực liên quan đến con người hay những đối tượng có tần số biến đổi nhanh như cơ sở kỹ thuật hạ tầng, kinh tế, xã hội.
Với những ứng dụng ngày càng rộng rãi và phát triển mạnh mẽ trong các lĩnh vực kinh tế, xã hội, từ năm 1992, các nhà khoa học Mỹ đã xác lập một nghành khoa học mới, khoa học thông tin địa lý – GIS (Geographic Information Science). GIS đã từng bước hoàn thiện các mô hình biểu diễn các đối tượng, các hoạt động, các sự kiện và các quan hệ của chúng trong thế giới thực, đồng thời nghiên cứu phát triển các thuật toán lưu trữ, xử lý dữ liệu theo không gian và thời gian.
GIS ra đời từ đầu thập niên 60 ở Canada, và suốt thời gian của hai thập niên 60 và 70, GIS cũng chỉ được một vài cơ quan chính quyền ở khu vực Bắc Mỹ quan tâm nghiên cứu. Mãi đến đầu thập niên 80, khi công nghệ sản xuất phần cứng máy tính phát triển mạnh với chức năng cao, giá thành hạ, đồng thời với sự phát triển nhanh về lý thuyết và ứng dụng cơ sở dữ liệu (CSDL) cùng với nhu cầu cần thiết về thông tin địa lý làm cho công nghệ GIS ngày càng được quan tâm hơn.
Sự phát triển của công nghệ máy tính đồng thời với những kết quả của các thuật toán nhận dạng xử lý ảnh, và cơ sở dữ liệu đã tạo điều kiện cho công nghệ thông tin địa lý ngày càng phát triển.
Có nhiều công trình nghiên cứu cho thấy vai trò quan trọng của GIS trong việc quản lý, xử lý các vấn đề kinh tế, xã hội và môi trường. Vì vậy, các phần mềm GIS được phổ biến rất nhanh mặc dù người sử dụng vẫn còn gặp phải một số vấn đề về việc không tương thích với nhau vì chưa có một tiêu chuẩn thống nhất. Và đặc biệt các chương trình giảng dạy cũng càng được phổ biến và chuẩn hoá.
Cho đến nay, trên thế giới đã hình thành nhiều cơ quan nghiên cứu GIS với quy mô, hướng tiếp cận và mục tiêu khác nhau:
- RRL (Regional Research Laboratory) được thành lập vào tháng 2/1978 ở Anh với bốn trung tâm, được tài trợ của ESRC (Advisory Board for Research Council) và một số trường đại học, tổ chức thương mại. Từ đó, RRL phát triển thành trung tâm nghiên cứu chuyên biệt hướng vào các nội dung quản lý CSDL, phát triển phần mềm và phân tích không gian.
- NCGIA (National Central for Geographic Information and Analysis) thành lập năm 1988 được Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ (US NSF) cấp kinh phí. NCGIA triển khai theo năm hướng nghiên cứu: Phân tích và thống kê không gian; quan hệ giữa không gian và cấu trúc dữ liệu; trí tuệ nhân tạo và các hệ chuyên gia; hiển thị hình ảnh; những đề tài kinh tế, xã hội, văn hoá. Những đề tài của NCGIA mang nặng tính chất hàn lâm, đi sâu vào bản chất kỹ thuật và phương pháp luận.
- NEXPRI (Dutch Expertise Central for Spatial Data Analysis) được thành lập vào tháng 1 năm 1989 do Ủy ban khoa học quốc gia Hà Lan cấp kinh phí. NEXPRI có hai trung tâm với bốn hướng nghiên cứu chính là: lý thuyết về phân tích không gian, đánh giá định lượng về đất, sự di chuyển của vật chất và ô nhiễm, phát triển các phương pháp và kỹ thuật GIS.
1.2. CƠ SỞ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS
1.2.1. Định nghĩa GIS
GIS đã bắt đầu được sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển hơn một thập niên qua, đây là một dạng ứng dụng công nghệ tin học (Information Technology) nhằm mô tả thế giới thực (Real world) mà loài người đang sống, tìm hiểu, khai thác. Với những chức năng ưu việt, GIS ngày nay đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu và quản lý, đặc biệt trong quản lý và quy hoạch sử dụng - khai thác các nguồn tài nguyên một cách bền vững và hợp lý.
Sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin đã đưa tin học thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống, mở ra một giai đoạn mới trong quá trình phát triển khoa học. GIS là một trong những ứng dụng rất có giá trị của công nghệ tin học trong ngành địa lý, điều tra cơ bản, quy hoạch đô thị và thông báo môi trường.
Vậy GIS là gì?
Khái niệm GIS được hình thành từ ba khái niệm:
• Hệ thống – Công nghệ máy tính và các hạ tầng hỗ trợ khác (System)
• Thông tin – Dữ liệu và Thông tin (Information)
• Địa lý – Thế giới thực, các thực thể không gian (Geographic )
GIS là một kỹ thuật ứng dụng hệ thống vi tính số hoá, xuất hiện trong những năm 1960 cho đến nay công nghệ này được biết đến như là một kỹ thuật toàn cầu.
Đã có nhiều định nghĩa về GIS ra đời, dưới đây là một số định nghĩa của một số tác giả:
- GIS là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian (Clarke 1995).
- GIS là một trường hợp đặc biệt của một hệ thống thông tin với CSDL gồm những đối tượng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trong không gian được biểu diễn như những điểm, đường, vùng trong hệ thống máy tính. Hệ thống địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đường, vùng phục vụ cho những hỏi đáp đặc biệt (Dueker 1979).
- Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm bốn khả năng xử lý dữ liệu địa lý là: (1) nhập dữ liệu, (2) quản lý dữ liệu (bao gồm lưu trữ và truy xuất), (3) gia công và phân tích dữ liệu, (4) xuất dữ liệu (Stan Aronoff 1993).
- Công nghệ dựa trên máy tính và phương pháp để thu thập, quản lý, phân tích, mô hình và mô tả dữ liệu địa lý cho các ứng dụng khác nhau.
- Một hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu cho mục đích thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian cho mục đích hỗ trợ ra quyết định và nghiên cứu.
Những định nghĩa trên cho thấy rằng GIS có những khả năng của một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm) và các thiết bị ngoại vi dùng để nhập, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và hiển thị hay xuất dữ liệu. Trong đó CSDL của hệ thống chứa những dữ liệu của các đối tượng, các hoạt động kinh tế, xã hội, nhân văn, phân bố theo không gian và những sự kiện xảy ra theo tiến trình lịch sử.
Có thể nói cách khác rằng, GIS là một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm) và các thiết bị ngoại vi có khả năng trả lời các câu hỏi cơ bản Ai? Cái gì? Ở đâu? Khi nào? Như thế nào? Tại sao? khi được xác định trước một hay một vài nội dung trong các câu hỏi đó. Trong đó các câu trả lời Ai? Cái gì? Xác định các đối tượng, các hoạt động, các sự kiện cần khảo sát; Câu trả lời Ở đâu? xác định vị trí của đối tượng, hoạt động hay sự kiện; câu trả lời Như thế nào? hay Tại sao? Là kết quả phân tích của hệ thông tin địa lý.
Một cách khái quát, có thể hiểu một hệ GIS như là một quá trình sau:
Hình 1.1: Mô hình công nghệ GIS.
- Số liệu vào: được nhập từ các nguồn khác nhau, như chuyển đổi giữa các cách biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp…
- Quản lý số liệu: sau khi số liệu được thu thập và tổng hợp, GIS cần cung cấp các thiết bị có thể lưu và bảo trì số liệu nhằm đảm bảo: bảo mật số liệu, tích hợp số liệu, lọc và đánh giá số liệu, khả năng duy trì. GIS lưu thông tin thế giới thực thành các tầng số liệu riêng biệt, các tầng này đặt trong cùng một hệ trục toạ độ và chúng có khả năng liên kết với nhau.
- Xử lý số liệu: với các chức năng thao tác trên số liệu được bằng các phần mềm chuyên dụng, GIS tạo ra các sản phẩm là các loại thông tin mà người sử dụng yêu cầu. Đồng thời trợ giúp cho người sử dụng lựa chọn các
Hình 3.2.2.8 : Chồng xếp các lớp thông tin lại với nhau
- Liên kết thông tin thuộc tính.
Sau khi các bảng thông tin thuộc tính đã được nhập vào ArcGIS, ta có thể đưa chúng lên bản đồ bằng cách liên kết với các bảng thuộc tính của đối tượng bản đồ (Attribute Table of Theme). Khi đó, tất cả các trường trong bảng dữ liệu sẽ được chuyển sang bảng Attribute Table và ta có thể sử dụng các trường dữ liệu này để dán nhãn, xây dựng các câu hỏi truy vấn hay phân tích tạo các bản đồ chuyên đề. Công cụ thực hiện phép liên kết trong ArcGIS là Join.
Sau khi thực hiện liên kết thì trong bảng dữ liệu thuộc tính của file gốc, ngoài các field có sẵn sẽ xuất hiện thêm các field của đối tượng địa lý muốn liên kết.
Chú ý, các trường mới này chỉ mang tính chất hiển thị, không lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của file gốc. Muốn lưu trữ thêm trường nào của file gốc ta phải tạo thêm trường mới.
- Cập nhật thông tin.
Các thông tin phải được cập nhật thường xuyên , ta có thể truy cập thông tin thuộc tính thông qua bản đồ đã được đo vẽ bổ sung hay có thể tạo ra các bản đồ thông qua cơ sở dữ liệu dạng bảng. Để truy nhập và hiển thị các dữ liệu này, máy tính phải lưu trữ cả dữ liệu bảng và dữ liệu đồ họa theo khuôn dạng có tổ chức và có thể tìm kiếm được theo đặc điểm của phần mềm ArcGIS.
3.2.3. Quản lý - Lưu trữ dữ liệu
3.2.3. 1. Quản lý dữ liệu
Thông tin dữ liệu bao gồm hai kiểu thông tin: Thông tin địa lý và thông tin thuộc tính. Các thông tin này được lưu trữ trong các tệp tin trên máy tính và trong phần mềm ArcGIS chúng được quản lý trong các tập tin độc lập chứa thông tin địa lý và thông tin thuộc tính về các đối tượng trên bản đồ. Tính ứng dụng của một hệ GIS phụ thuộc vào khả năng liên kết hai kiểu dữ liệu này và khả năng duy trì mối quan hệ không gian giữa các đối tượng bản đồ, khả năng tích hợp các loại dữ liệu trên cho phép chúng ta tìm kiếm và phân tích dữ liệu một cách có hiệu quả.
Một vấn đề khá quan trọng trong việc quản lý dữ liệu là chuyển tọa độ của các lớp số hóa về một hệ tọa độ thực, thống nhất chung cho toàn bộ các lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu đã xây dựng. Nhiệm vụ này được thực hiện như sau:
- Tạo ra lớp chứa thông tin toạ độ các điểm Tic.
- Nhập thông tin tọa độ lớp Tic.
- Chuyển toạ độ lớp Tic sang tọa độ UTM.
- Chuyển lớp thông tin số hóa về toạ độ thực.
3.2.3.2. Lưu trữ dữ liệu
Kết quả của quá trình số hoá và biên tập dữ liệu có thể được lưu trữ dưới hai dạng: lưu trữ trên đĩa và in ra giấy.
Dữ liệu địa lý tỉnh Hà Giang sau khi chuẩn hóa sẽ được chuyển sang dạng *.shp. Để chuyển từ khuôn dạng *.dgn của MicroStation sang *.shp của ArcGIS ta làm như sau:
Khởi động ConvertDGN. Trên dòng “thư mục lược đồ (TopSys)” ta chọn đường dẫn cho file TopSys. Trên dòng “Tệp Dsign (.dgn)” ta chọn đường dẫn cho file *.dgn cần chuyển đổi khuôn dạng. Trên dòng “Tệp Personal Geodatabase (.shp)” ta chọn đường dẫn cho tệp *.shp
3.2.4. Phân tích dữ liệu
Sau khi biên tập hoàn chỉnh các dữ liệu, ta có một cơ sở dữ liệu địa lý khá hoàn thiện và bắt đầu quá trình thực hiện các thao tác phân tích. Mỗi lớp thông tin trong cơ sở dữ liệu chỉ chứa đựng một số thông tin nhất định cần thiết cho quá trình phân tích. Các kết quả phân tích địa lý có thể được thể hiện thông qua các bản đồ, các báo cáo.
3.2.4.1. Làm việc với dữ liệu bảng trong ArcGIS
Để hiển thị bảng thuộc tính ta kích chuột phải vào Feature Class hay Table hiển thị trong danh sách layer, chọn Open Atribute Tables (với Feature Class) và Open đối với Table.
- Tạo mới trường dữ liệu cho Feature Class và Table:
Click vào nút lệnh Options, chọn Add Field, đánh tên trường vào ô Name và chọn kiểu dữ liệu tại ô Type. Đưa vào các ràng buộc cho trường dữ liệu trong Field Properties. Kick OK.
- Thêm bản ghi vào trong Feature Class và Table:
Kick , nhập thông tin cho bản ghi mới, Kick , Kick Editor, Kick Save Edits để lưu lại các bản ghi mới thêm vào trong Geodatabase.
Trên bảng thuộc tính ta cũng có thể chọn All để xem tất cả các bảng ghi; Chọn Selected nếu chỉ xem các bảng ghi được lựa chọn.
3.2.4.2. Xây dựng các công thức truy vấn
Bản đồ trong ArcGIS chứa đựng một khối lượng lớn thông tin. Tuy nhiên, để bản đồ không trở nên quá phức tạp khi sử dụng không phải tất cả các thông tin này được thể hiện trực quan trên bản đồ. ArcGIS có một số công cụ để khai thác các thông tin đó: công cụ Identify để trả lời câu hỏi “Đó là cái gì”, công cụ Query để tìm các đối tượng thoả mãn 1 hay nhiều điều kiện nào đó hay để phân tích dữ liệu.
+ Từ thanh thực đơn Selection chọn Select by Attributes hay ta chọn từ Option của bảng thuộc tính.
+ Chọn trường cần lựa chọn ở hộp Fields.
+ Chọn phép tính của câu lệnh.
+ Chọn giá trị gán cho trường.
+ Bấm Apply các đối tượng được chọn sẽ được hiển thị màu xanh.
3.2.5. Trình bày bản đồ
Sau khi đã thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu số và thực hiện các phân tích địa lý, công việc cuối cùng là thể hiện các kết quả đó ra dưới dạng bản đồ để phục vụ cho người sử dụng.
Trong phần mềm ArcGIS, công việc in một bản đồ với các đề mục, thước tỷ lệ, bảng chú thích, mũi tên chỉ hướng Bắc, các dạng text và một vài graphics được gọi là tạo ra một layout (tạo một bản trình bày).
Một layout là tập hợp các phần mà bạn muốn xuất hiện trên bản đồ, chúng được sắp xếp theo ý định của bạn và sau đó được in ra khi nó đã sẵn sàng. Sử dụng các layout ta dễ dàng tạo ra các bản đồ có chất lượng cao với ArcGIS. Trên một layout ta có thể đưa thêm nhiều hơn một cửa sổ (view) cũng như các đồ thị và các bảng số liệu. Mặt khác ta cũng có thể tạo ra các layout mẫu để sử dụng làm các bản đồ chuẩn cho các bản đồ tương tự mà ta tạo lập sau này.
- In bản đồ:
+ Cài đặt trang in và máy in: Chọn phải chuột vào cửa sổ Layout View và chọn Page and Print Setup, hay chọn File sau đó chọn Page and Print Setup. Chọn kích thước trang in và OK để hoàn thành.
+ Sau khi cài đặt máy in và trang in xong, ta có thể tiến hành in trực tiếp trên ArcMap: Chọn menu File → Print, trong hộp thoại hiện ra xem lại các thông số về trang in và máy in và chọn OK để in.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Hệ thống thông tin địa lý GIS từ khi ra đời đến nay đã trải qua một chặng đường phát triển đáng kể. Tuy là một công nghệ trẻ nhưng ứng dụng của GIS đã và đang là một trong những giải pháp lựa chọn quan trọng trong chiến lược phát triển công nghệ thông tin của các ngành xây dựng cơ sở hạ tầng. Thực tế đã chứng minh trong lập bản đồ và phân tích địa lý, GIS thực thi các công việc này tốt hơn và nhanh hơn các phương pháp thủ công cũ.
Sở dĩ Hệ thống thông tin địa lý nhanh chóng giành được vị trí đáng kể trên thế giới là do GIS có khả năng thu thập, lưu trữ, truy cập, biến đổi và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực. Mô hình dữ liệu cơ sở của hệ thống thông tin địa lý là tập hợp các hình ảnh địa lý được trừu tượng hóa (điểm, đường, vùng) cùng với các thuộc tính của chúng được lưu giữ trong một bảng liên hệ. Mỗi ứng dụng trong hệ thống thông tin địa lý đều được tạo ra riêng cho nó một cơ sở dữ liệu đặc trưng. Thông thường các dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý được phân loại và quản lý theo từng lớp đối tượng và mối liên kết với vị trí địa lý của chúng. Với cách quản lý đó, hệ thống thông tin địa lý cho phép người sử dụng có thể tổng hợp các hình ảnh đơn giản vào trong mô hình số liệu nhanh chóng và mềm dẻo tạo ra các hình ảnh phức tạp, thể hiện mối tương tác đa dạng của các đối tượng trong thế giới thực.
Qua quá trình nghiên cứu theo nội dung đề tài và tiến hành thực nghiệm xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình 1:10000 tỉnh Hà Giang, em đã đạt được một số kết quả sau:
- Hiểu được kỹ hơn về Hệ thống thông tin địa lý và được tiếp xúc với một số phần mềm mới.
- Nắm được quy trình để xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý từ tư liệu ảnh hàng không bằng công nghệ ảnh số.
- Cơ sở dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:10000 tỉnh Hà Giang đã được xây dựng với đầy đủ các lớp thông tin địa lý (Cơ sở, địa giới hành chính, địa hình, giao thông, thủy hệ, dân cư, phủ bề mặt).
Những kết quả nghiên cứu trên mới chỉ là bước đầu, mới chỉ là một trong những phương pháp để xây dựng cơ sở dữ liệu và cũng chỉ là một ví dụ về một thị trấn . Vì vậy, để công nghệ GIS có thể phát huy tính ưu việt của nó cần có nhiều chương trình, đề án phát triển và mở rộng không những chỉ về các phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu mà còn cả về các ứng dụng công nghệ GIS một cách cụ thể. Có như vậy thì công nghệ GIS mới thực sự đáp ứng được các yêu cầu của xã hội.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: