Bài 1: Hệ thống thông tin địa lý GIS là gì?

HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT Trần Vân Anh- Bộ môn Đo ảnh và viễn thám NỘI DUNG GIS là gì? Bản đồ và phân tích bản đồ Hệ thống cơ sở dữ liệu của GIS Cấu trúc cơ sở dữ liệu trong GIS Các chức năng của hệ thống thông tin địa lý (Phần 1) Các chức năng của hệ thống thông tin địa lý (phần 2) Mô hình số địa hình (DTM) Tài liệu tham khảo chính NCGIA Core Curriculum in Geographic Information Science 2. Jones, C. (1997). Geographical Information Systems and Computer Cartography. Addison Weslay Longman. 336 pages. 3. Đặng Văn Đức (2001), Hệ thống thông tin địa lý, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 270 trang. HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS là gì? Bài 1 Tài liệu: Unit 001 – What is Geographic Information Science, M. F. Goodchild, University of California Santa Barbara ESRI (1997), Understading GIS-The ARC/INFO Method, Esri Khái niệm về GIS Các ứng dụng của GIS Thế nào là hệ thống thông tin địa lý Các khái niệm cơ sở Địa lý (geo – Trái đất, graphy – mô tả): tiến trình mô tả Trái đất Thế nào là hệ thống thông tin địa lý Thông tin địa lý: Là thông tin về các vị trí trên bề mặt Trái đất Tri thức về cái gì đó ở đâu (where something is) Tri thức về cái gì (what) ở tại vị trí biết trước Thế nào là hệ thống thông tin địa lý Thông tin địa lý có thể rất chi tiết: thông tin về từng ngôi nhà trong thành phố, từng cây trong rừng cây. Thế nào là hệ thống thông tin địa lý Thông tin địa lý: Chúng có thể rất thô: thời tiết của vùng rộng lớn, mật độ dân số của quốc gia. BD Mật độ dân số thế giới BD dự báo khí tượng Thế nào là hệ thống thông tin địa lý Các đặc trưng khác của thông tin địa lý bao gồm: Thông thường là tương đối tĩnh (các đặc trưng tự nhiên, đặc trưng do loài người tạo ra không thay đổi nhanh); chỉ có thông tin tĩnh mới có thể thể hiện trên tờ bản đồ giấy Thông tin có khối lượng rất lớn (một vệ tinh gửi thông tin tới terabyte – 1012 byte/ngày) Thế nào là hệ thống thông tin địa lý Công nghệ thông tin địa lý (Geographic Information Technologies) Là công nghệ về thu thập, xử lý và chia sẻ thông tin địa lý Có 3 loại chính: GPS, Viễn thám và GIS Thế nào là hệ thống thông tin địa lý Theo định nghĩa của CNTT: Là một nhánh của công nghệ thông tin được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi trong 15 năm lại đây. Thế nào là hệ thống thông tin địa lý Định nghĩa: Hệ thống thông tin địa lý Geographic Information system (GIS) là một hệ thống thông tin có khả năng xây dựng, cập nhật, lưu trữ, truy vấn, thao tác, phân tích và xuất ra những dữ liệu có tham chiếu địa lý hoặc dữ liệu địa không gian Thế nào là hệ thống thông tin địa lý Mục tiêu chung của GIS: hỗ trợ ra quyết định trong công tác quy hoạch, quản lý đất đai, tài nguyên, giao thông, thương mại, hay bất kỳ thực thể phân bổ không gian nào. Phân loại hệ thống thông tin R.C. Cromley (1992) University of Connecticute HỆ THỐNG THÔNG TIN Hệ thống thông tin phi không gian (Bảng tính) Hệ thống thông tin không gian Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Các hệ thống thông tin không gian khác (CAD/CAM...) Hệ thống thông tin đất đai (LIS) Hệ thống thông tin địa lý khác (kinh tế- xã hội) Hệ thống thông tin đất từng phần cơ sở Hệ thống thông tin đất khác (kiểm kê rừng) Địa chính (đa mục đích) Các thành phần của GIS PhÇn mÒm c«ng cô CSDL KÕt qu¶ ThÕ giíi thùc Phần cứng Trừu tượng hóa hay đơn giản hóa GIS Hệ thống phần cứng phần mềm Cơ sở dữ liệu Con người. Phần cứng GIS 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 GIS 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 dùng (Query input) Phần mềm hiện nay hay được sử dụng: Thương mại: ARC/GIS, SPAN, ERDAS-Imagine, ILWIS, MGE/MICROSTATION, IDRISI, WINGIS, ERMAPPER Mã nguồn mở: Grass GIS, Quantum GIS, … Các ứng dụng của GIS Các ứng dụng của GIS Các công ty công trình công cộng: các công ty điện thoại, điện lực, nước, truyền hình cáp... mỗi công ty có hàng trăm ngàn khách hàng: mỗi khách hàng nối vào mạng, có hàng trăm km đường dây dẫn hay đường ống dưới mặt đất mỗi công ty nhận hàng trăm cuộc gọi bảo trì mỗi ngày, do vậy họ cần theo dõi mọi hoạt động, quản lý các thông tin về cái gì và ở đâu, cập nhật dữ liệu, giao nhiệm vụ cho nhân viên, cung cấp thông tin cho các công ty khác. Các ứng dụng của GIS Giao thông vận tải Các cơ quan quản lý giao thông vận tại cần: quản lý hệ thống tín hiệu giao thông; trạng thái mặt đường cao tốc; phân tích dữ liệu về các tai nạn đường bộ, đường sắt Người bán hàng cần hệ thống tìm đường, định vị trong xe ôtô Hãng chuyển phát nhanh (EMS) cần theo dõi hành trình hàng hóa Các nghiên cứu tập trung vào: quản lý đường đi và lập lịch bằng GIS Các ứng dụng của GIS Nông nghiệp sử dụng bản đồ chi tiết và ảnh vệ tinh để lập kế hoạch mùa màng lập kế hoạch sử dụng hiệu quả thuốc trừ sâu, phân bón... phân tích sản lượng thu hoạch. các kỹ thuật này được gọi là “nông nghiệp chính xác” Các ứng dụng của GIS Lâm nghiệp Theo dõi sự phát triển các loài cây rừng ở đâu Lập kế hoạch khai thác rừng khai thác loại gỗ mong muốn nhưng vẫn phải giữ được tài nguyên rừng cho tương lai Lập kế hoạch vị trí đường đi, phương pháp khai thác và vận chuyển gỗ để tuân thủ các qui định về môi trường Quản lý các khía cạnh khác: trồng rừng... Các ứng dụng của GIS Môi trường Quản lý ô nhiễm môi trường Làm các bài toán về biến đổi khí hậu Các câu hỏi mà GIS có thể trả lời GIS đầy đủ có thể trả lời các câu hỏi sau cho các ứng dụng khác nhau. Vị trí (location) What is at...? Tìm ra cái gì tồn tại ở vị trí cụ thể. Vị trí được thể hiện bằng tên, mã bưu điện hay tọa độ địa lý (kinh/vĩ độ) Điều kiện (condition) Where is it? Tìm ra vị trí thỏa mãn một số điều kiện (vùng không có rừng diện tích 2000m2 và xa đường quốc lộ 100m và loại đất phù hợp cho xây dựng nhà) Xu hướng (trends) What has changed since...? Tìm ra sự khác biệt theo thời gian trong vùng Mô hình (modeling) What if...? Câu hỏi này xác định cái gì xảy ra nếu có đường mới mở hay nếu chất độc thải vào nguồn nước... Để trả lời câu hỏi này đòi hỏi các thông tin địa lý và các thông tin khác. Khả năng của GIS Thu thập dữ liệu Nguồn dữ liệu Quản lý dữ liệu Phân tích Thế giới thực Người SD Thao tác, khôi phục dữ liệu Nhập dữ liệu Hành động Thông tin lập quyết định