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

Nội dung text: Hệ thông tin địa lý - Chương 1: Tổng quan về hệ thông tin địa lý

1. Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ NỘI DUNG CHÍNH  Vị thế của ngành GIS trong các ngành khoa học;  Giới thiệu các định nghĩa về GIS;  Đôi nét về sự hình thành và phát triển của GIS;  Quan niệm về các thành phần trong GIS;  Chức năng của GIS  Giới thiệu các ứng dụng của GIS trên thế giới và ở Việt Nam. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1
2. Bức tranh công nghệ của thế kỷ XXI (Nanotechnology) Geotechnology (Biotechnology) Geographic Information System (GIS) Remote Sensing Global Positioning System (RS) (GPS) GPS/GIS/RS Bản đồ bao gồm việc Where is What Phân tích bao gồm sắp xếp đúng (mô tả) nghiên cứu của các Quy tắc mô hình hóa của các đối tượng vật Miêu tả bản đồ mối quan hệ không lý (đồ họa) gian (số) Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS 1.1.1. Một số khái niệm liên quan - Dữ liệu Địa lý (Geographic Data/ GeoData/ Geospatial Data) là dữ liệu ghi nhận về đối tượng dựa trên vị trí trên bề mặt Trái Đất. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 2
3. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS 1.1.1. Một số khái niệm liên quan - Thông tin Địa lý (Geographic Information/ Geospatial Information): là kết quả của việc xử lý dữ liệu địa lý. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS 1.1.1. Một số khái niệm liên quan - 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) Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 3
4. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS 1.1.2. Định nghĩa 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. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS 1.1.2. Định nghĩa - 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. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 4
5. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS 1.1.2. Định nghĩa 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. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS 1.1.2. Định nghĩa - GIS vs. hệ đồ họa (Photoshop, Corel Draw): các hệ đồ họa không có các công cụ làm việc với dữ liệu phi đồ họa. - GIS vs. CAD (AutoCAD, Microstation): các đối tượng của hệ CAD không bắt buộc phải gắn với thế giới thực thông qua vị trí địa lý. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 5
6. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ GIS 1.1.2. Định nghĩa Thế giới thực Thu thập và Lưu trữ dữ liệu nhập dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu địa lý địa lý số Dữ liệu Dữ liệu địa lý địa số Thông tin Dữ liệu địa lý địa lý số web Cộng đồng Hiển thị và xuất Phân tích, người sử dụng dữ liệu 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. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 6
7. 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. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 7
8. 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 Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 8
9. 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 9
10. 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS Link: Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 10
11. 1.2. SỰ HÌNH THÀNH & PHÁT TRIỂN GIS Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS Các kiểu phân chia khác nhau: - 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). Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 11
12. 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. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 12
13. 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 1.3.1. Phần cứng (Hardware) Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 13
14. 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.2. Phần mềm (Software) 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. Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.2. Phần mềm (Software) Phần mềm GIS mã nguồn mở trên máy đơn (Free/Open Source Desktop GIS) Wikipedia Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 14
15. 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.2. Phần mềm (Software) Phần mềm GIS thương mại (Commercial Desktop GIS) Wikipedia 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 15
16. 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.2. Phần mềm (Software) MapInfo 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 16
17. 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.2. Phần mềm (Software) Grass GIS 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 17
18. 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.3. Dữ liệu (Data) - 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 ? Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.3. Dữ liệu (Data) Mô hình dữ liệu không gian Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 18
19. 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. 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 19
20. 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.6. Con người (Human/People/Users) Người dùng ngồi hệ thống Người dùng trong hệ thống Xử lý dữ liệu Nhập Xuất dữ dữ liệu liệu Cơ sở dữ liệu 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 20
21. 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CỦA GIS 1.3.6. Con người (Human/People/Users) 1. Nhà phân tích bài toán thực tế 2. Chuyên viên kỹ thuật, quản Nhóm 1 trị hệ thống GIS 3. Người sử dụng GIS phục vụ Nhóm 2 tác nghiệp hàng ngày Nhóm 3 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 21
22. 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.1. Thu thập và nhập dữ liệu Hồ sơ, bảng biểu Bản đồ giấy CSDL GIS GDA Thiết bị định vị, GPS CSDL khác SCADA Ảnh viễn thám, không ảnh 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 22
23. 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.2. Tổ chức lưu trữ dữ liệu địa lý - Geodata File: Dữ liệu không gian và thuộc tính độc lập nhau, Data File 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 Geodatabase dữ liệu đa người dùng 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 23
24. 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu địa lý Truy vấn từ không gian 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 Vùng động vật x Ô nhiễm tập trung x 2km Sông x Quốc gia Kết quả Kết quả Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 24
25. 1.4. CHỨC NĂNG CỦA GIS 1.4.3. Truy vấn phân tích dữ liệu địa lý Truy vấn từ thuộc tính 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 25
26. 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 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 26
27. 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 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 27
28. 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 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 28
29. 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 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 29
30. 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 màn hình Xuất dữ liệu số Hiển thị trên giấy NETWORK 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 30
31. 1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS Ở VN Ứng dụng GIS trong cải tạo nâng cấp đô thị Tp.HCM 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 31
32. 1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS Ở VN Quản lý môi trường Đồng Nai Quản lý tài nguyên Bình Dương 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 32
33. 1.5. HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG GIS Ở VN Ứng dụng GIS giám sát đối tượng di động Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng 33