Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
Lời nói đầu
Trong tình hình hiện nay, đi đôi với sự phát triển kinh tế là sự khai
thác tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là đất đai ở tỉnh miền núi và trung
du với tốc độ cha từng thấy dẫn tới những hậu quả trầm trọng: Suy thoái
các nguồn tài nguyên thiên nhiên và chất lợng môi trờng. 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, đa ra các phơng hớng
và biện pháp bảo vệ đất đai đang 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 nớc cần có những cơ sở dữ liệu khoa học, quản
lý các thông tin về đất, đầy đủ, chính xác và đợc cập nhật thờng xuyên. Có
nh vậy mới nhanh chóng đa ra các giải pháp, các quyết định hợp lý trong
quá trình xây dựng chiến lợc phát triển kinh tế xã hội và giám sát tài
nguyên môi trờng nh khuyến cáo hoặc vạch ra hớng sử dụng hợp lý đất
đai, giảm tối đa các ảnh hởng tiêu cực đến môi trờng sinh thái, trong các
dự án phát triển kinh tế ở các địa phơng.
Hiện nay tại các tỉnh, các cơ quan nghiên cứu trung ơng đã tập
trung đợc một khối lợng lớn các thông tin, số liệu điều tra về đất đai của
mỗi tỉnh, địa phơng, nhng 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 phơng pháp và phơng 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, là một công nghệ còn khá mới mẻ nhng đã đợc ứng dụng
và phát triển ở Việt Nam khá sớm. Hiện nay, hệ thống thông tin địa lý
đang đợc sử dụng nh một hệ thống các công cụ hữu hiệu để lu trữ, xử lý,
cập nhật, quản lý và xuất các thông tin địa lý phục vụ cho các mục đích
ứng dụng cụ thể khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý tài nguyên,

Sinh viên: Lê Thị Thanh Thuỳ.
Lớp : Trắc Địa A-K48.
Chơng i:
tổng quan về hệ thống thông tin địa lý.
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
2
Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
I.1.Sơ lợc về sự hình thành và phát triển của hệ thống thông tin địa lý.
Trên thế giới, lịch sử phát triển và ứng dụng của HTTTĐL (GIS) đã có
khởi điểm từ những năm 50 của thế kỷ XX. Lúc đó, các nhà bản đồ học và tin
học trên thế giới đã kết hợp suy nghĩ, nghiên cứu về một hệ thống máy móc và
thiết bị vẽ bản đồ tự động. Những ứng dụng sớm nhất và hình thành nền tảng về
GIS là ở Canađa, nơi mà những nghiên cứu về kỹ thuật sử dụng máy tính để lu
trữ và xử lý số liệu, lập bản đồ và xử lý các thông tin không gian lần đầu tiên đ-
ợc thực hiện. Tuy nhiên, các thiết bị máy tính thời đó rất to lớn, cồng kềnh; việc
nhập dữ liệu chậm và khó khăn nên những hệ tự động hoá ít khả năng thâm
nhập vào thực tế. Lúc đó, những phiên bản đầu tiên của các HTTTĐL là những
phần mềm nhập dữ liệu và vẽ bản đồ đơn giản; việc xử lý các thông tin đồ hoạ
còn rất hạn chế.
Từ 1960-1980: Là thời kỳ tìm tòi và khám phá về kỹ thuật đồ hoạ của
công nghệ thông tin. Nhờ sự phát triển của công nghệ thông tin mà những khả
năng xử lý đồ hoạ trên máy tính trở thành dễ dàng và thuận tiện. Hàng loạt các
chơng trình phần mềm xử lý đồ hoạ và các phiên bản đầu tiên của các phần
mềm GIS ra đời nh phần mềm ARC/infor.
Từ 1980-1990: Công nghệ GIS phát triển mạnh mẽ, trở thành một công nghệ
có tính thơng mại, đợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và hoạt động thực
tiễn có sử dụng thông tin không gian. Đặc biệt ở Mỹ, Canađa và châu Âu, ngời ta đã
xây dựng và không ngừng hoàn thiện các chơng trình phần mềm có uy tín quốc tế
nh ARC/infor, PCI, ILWIS, SPAND, IDRISI,...
Công nghệ vi điện tử và công nghiệp sản xuất máy tính cá nhân (PC) phát

thực hiện ở một số chuyên ngành và một số cơ quan ứng dụng cụ thể, trớc hết là
các cơ quan nghiên cứu về công nghệ thông tin, tiếp đó là một số cơ quan quản
lý tài nguyên nh: Nông nghiệp, lâm nghiệp, địa chất,...
Trong giai đoạn này, những thiết bị phần cứng đã có những tiến bộ lớn, đã có
nhiều máy tính và thiết bị phụ trợ, nhng giá thành đắt, không phải cơ sở nào cũng mua
đợc, do đó đã hạn chế các ứng dụng tại nhiều cơ quan. Tuy nhiên, đối với những nơi
đợc chú trọng phát triển nh: Viện Công nghệ thông tin, các công ty máy tính, các dự
án, đề án, các chơng trình cấp nhà nớc đã bắt đầu triển khai các đề tài, đề án về
nghiên cứu và ứng dụng công nghệ HTTTĐL.
Trong lĩnh vực ứng dụng và sản xuất các chơng trình phần mềm, có hai
xu hớng:
- Các chuyên gia lập trình và các chuyên gia của các ngành khác nhau
của Việt Nam phát triển xây dựng các phần mềm HTTTĐL nh: POPMAP của
Vũ Duy Mẫn và nhiều ngời khác (1993), CAMAP của Lại Huy Phơng và công
ty AIC, WINGIS của Công ty DOLSOFT (1995),...
- Mua và sử dụng các phần mềm nớc ngoài nh MAPINFO, ARC/info,
MGE (Viện Thông tin lu trữ và Bảo tàng địa chất, Viện Khoa học và Công nghệ
Địa chính, Viện Địa lý, Trung tâm Viễn thám Geomatic, thuộc Trung tâm Khoa
học tự nhiên và Công nghệ quốc gia, Viện Thiết kế và quy hoạch nông nghiệp,
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
4
Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
Trung tâm T vấn thông tin Tài nguyên rừng- Viện Điều tra quy hoạch rừng- Bộ
Nông nghiệp và phát triển nông thôn).
Những kết quả nghiên cứu ứng dụng cơ bản của giai đoạn này thuộc các
lĩnh vực: Điều tra quy hoạch quản lý các tiểu khu, các loại rừng, thống kê diện
tích rừng trong nông nghiệp, xây dựng các bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên
nhiên, quản lý các thông tin khoáng sản và bản đồ địa chất. Nhiều cơ quan đã
tiến hành số hoá bản đồ và lu trữ thông tin chuyên ngành, quản lý dữ liệu
chuyên ngành dới dạng các HTTTĐL. Công tác đào tạo về HTTTĐL đã bớc đầu

I.2. Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý.
I.2.1. Khái niệm về GIS
Hiện nay công nghệ thông tin đang phát triển mạnh nh vũ bão, nhiều
công nghệ tiên tiến trớc đây chỉ có ở đợc những nớc đang phát triển thì hiện nay
đã có mặt tại Việt Nam. Đối với các sản phẩm công nghệ thông tin chuyên
nghiệp nh HTTTĐL, tuy là các nhà cung cấp luôn đa ra những sản phẩm dễ
dùng, tiện lợi nhất nhng thực tế là vẫn có khoảng cách giữa các nhà chuyên môn
và các sản phẩm công nghệ nói trên. Tại Việt Nam, HTTTĐL đợc ứng dụng chủ
yếu cho lĩnh vực số hoá. Sau giai đoạn số hoá, ngời ta sẽ cần đến HTTTĐL ở
các chức năng phân tích khác để giải quyết các bài toán ứng dụng.
Vậy GIS là gì ?
Khái niệm HTTTĐL đợc hình thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin, hệ
thống và đợc viết tắt là GIS. ý nghĩa của chúng đợc diễn giải nh sau:
Tại Mỹ: Geographic Information Systems.
Tại Anh, Oxtrâylia, Canada: Geographical Information Systems.
Theo Nghiên cứu lý thuyết và quan niệm của hệ thống thông tin địa lý
và các công nghệ thông tin địa lý: Geographic Information Science.
Hệ thống máy tính ngay từ ban đầu đã nhanh chóng đợc sử dụng hữu hiệu
vào các công việc liên quan đến địa lý và phân tích địa lý. Cùng với sự ứng dụng
máy tính ngày càng tăng, khái niệm mới GIS đợc phát triển từ những năm 1960.
Có nhiều định nghĩa GIS đã ra đời, dới đây là một vài định nghĩa hay đợc
sử dụng:
Burrough, 1986: GIS là những công cụ mạnh để tập hợp lu trữ, truy cập,
khôi phục, biểu diễn dữ liệu không gian từ thế giới thực đáp ứng những yêu cầu
đặc biệt.
Lord Chorley, 1987: GIS là hệ thống thu nạp, lu trữ, kiểm tra, tích hợp,
vận dụng, phân tích và biểu diễn dữ liệu tham chiếu tới mặt đất. Những dữ liệu
này thông thờng là cơ sở dữ liệu tham chiếu không gian dựa trên những phần
mềm ứng dụng.
Michael Zeiler: Hệ thông tin địa lý GIS là sự kết hợp giữa con ngời thành

gian (spatial data), phân biệt giữa hệ thông tin quản lý Management
Information System-MIS và GIS. Về khía cạnh của bản đồ học thì GIS là kết
hợp của lập bản đồ trợ giúp máy tính và công nghệ cơ sở dữ liệu. So với bản đồ
thì GIS có lợi thế là lu trữ dữ liệu và biểu diễn chúng là hai công việc tách biệt
nhau. Do vậy, GIS cho khả năng quan sát từ các góc độ khác nhau trên cùng tập
dữ liệu.
Cho đến nay các quan điểm về GIS đã thống nhất chung nh sau:
HTTTĐL là một hệ thống kết hợp giữa con ngời và hệ thống máy tính cùng
các thiết bị ngoại vi để lu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
7
Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
phục vụ một mục đích nghiên cứu nhất định.
Hệ thống phần mềm trong HTTTĐL có thể kết nối thông tin về vị trí địa
lý của sự vật với những thông tin của bản thân sự vật, khác với bản đồ trên giấy,
HTTTĐL có thể tổ hợp nhiều lớp thông tin, mỗi loại thông tin trên bản đồ có
thể tổ hợp nhiều lớp thông tin riêng, ngời sử dụng có thể bật hoặc tắt các lớp
thông tin theo nhu cầu của mình.
Điểm mạnh của HTTTĐL so với các bản đồ giấy chính là khả năng cập nhật
dữ liệu nhanh và cho phép chọn những thông tin cần theo mục đích sử dụng.
HTTTĐL có vai trò quan trọng trong quy hoạch và quản lý môi trờng vì
nó giúp cho những ngời ra quyết định có một cách nhìn bao quát những khu vực
có vấn đề và có thể dùng HTTTĐL để theo dõi nguồn gây ô nhiễm.
I.2.2. Các thành phần của hệ thông tin địa lý .
Hệ thống thông tin địa lý bao gồm 5 hợp phần cơ bản là: Thiết bị
(hardware), Phần mềm (software), Dữ liệu địa lý (Geographic data), Chuyên
viên (Expertise), Chính sách và cách thức quản lý (Policy and Management).
Tất cả các hợp phần này cần đợc kết hợp một cách cân đối để hệ thống có thể
hoạt động có hiệu quả.
Hình I.1: Các thành phần cơ bản của GIS.

Bàn số hoá
(Digitizer)
ổ đĩa
Disk Drive
Bộ xử lý
Trung tâm
C.P.U
Máy vẽ
Plotter
ổ băng
Tape drive
Màn hình
V.D.U
Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
I.2.2.1.4. Các bộ phận dùng để nhập dữ liệu (INPUT DEVICES )
* Digitizer
Bàn số hoá bản đồ bao gồm một hàng giống nh chiếc bàn viết, mà bản đồ
đợc trải rộng ra, và một con chuột cursor, đợc dùng để đa các đờng thẳng và các
điểm trên bản đồ đã đợc định vị vào thành dạng số. Trong toàn bộ bàn số hoá,
việc tổ chức đợc ghi bởi phơng pháp của một cột lới đã gắn vào trong bảng. Dây
tóc của cursor phát ra do sự đẩy của từ tính điện mà nó tìm thấy bởi cột lới sắt
và đợc chuyển giao đến máy vi tính nh một cặp tơng xứng. Hầu nh các cursor đ-
ợc vừa vặn với 4 hoặc nhiều nút cho việc chuyển tín hiệu đặc biệt cho việc điều
khiển chơng trình. Các bàn số hoá hiện nay có kích thớc thay đổi từ bảng nhỏ
27cmx27cm đến bảng lớn 1mx1.5m.
* Máy quét (Scanner)
Máy quét sẽ chuyển thông tin trên bản đồ tơng xứng một cách tự động
thành dạng file Raster. Một cách luân phiên nhau, bản đồ có thể đợc trải rộng ra
trên bàn mà đầu scanning di chuyển trong một loạt đờng thẳng song song nhau.
* Thiết bị đầu ra (output devices)

mang tin từ tính nh: Băng, trống từ và đĩa. Việc nhập và chỉnh sửa dữ liệu đòi
hỏi phải xây dựng một cơ sở dữ liệu. Đây là giai đoạn rất quan trọng cho việc
xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý.
Hình I.4: Công tác nhập dữ liệu.
- Lu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu (Geographic database): Lu trữ và quản lý
cơ sở dữ liệu đề cập đến phơng pháp kết nối thông tin vị trí (topology) và thông
tin thuộc tính (attributes) của các đối tợng địa lý (điểm, đờng) đại diện cho các
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
11
Bộ cảm ứng
Files
văn bản
Bản đồ đã có Quan trắc thực địa
Terminal
trao đổi
Bàn số
hoá
Files
văn bản
Files
văn bản
Nhập dữ liệu
Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
đối tợng trên bề mặt Trái đất. Hai thông tin này đợc tổ chức và liên hệ qua các
thao tác trên máy tính và sao cho chúng có thể lĩnh hội đợc bởi ngời sử dụng hệ
thống.
Hình I.5: Lu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu.
- Xuất dữ liệu (Display and reporting): Dữ liệu đa ra là các báo cáo kết
quả quá trình phân tích tới ngời sử dụng, có thể bao gồm các dạng: Bản đồ,
bảng biểu, biểu đồ, lu đồ đợc thể hiện trên máy tính, máy in, máy vẽ

I.2.2.4. Dữ liệu địa lý
Số liệu đợc sử dụng trong GIS không chỉ là số liệu địa lý riêng lẻ mà còn
phải đợc thiết kế trong một cơ sở dữ liệu. Những thông tin địa lý có nghĩa là sẽ
bao gồm các dữ liệu về vị trí địa lý, thuộc tính của thông tin, mối liên hệ không
gian của các thông tin và thời gian. Có hai dạng số liệu đợc sử dụng trong kỹ
thuật GIS là:
I.2.2.4.1. Cơ sở dữ liệu bản đồ
Là những mô tả hình ảnh bản đồ đợc số hoá theo một khuôn dạng nhất
định mà máy tính hiểu đợc. HTTTĐL dùng cơ sở dữ liệu này để xuất ra các bản
đồ trên màn hình hoặc ra các thiết bị ngoại vi khác nh máy in, máy vẽ.
- Số liệu Vector: Đợc trình bày dới dạng điểm, đờng, diện tích, mỗi dạng
có liên quan đến một số liệu thuộc tính đợc lu trữ trong cơ sở dữ liệu.
- Số liệu Raster: Đợc trình bày dới dạng lới ô vuông hay lới chữ nhật
đều nhau, giá trị đợc ấn định cho mỗi ô sẽ đợc chỉ định giá trị của thuộc tính. Số
liệu của ảnh vệ tinh và các loại số liệu bản đồ đợc quét là các loại số liệu
Raster.
I.2.2.4.2. Số liệu thuộc tính
Đợc trình bày dới dạng các ký tự hoặc số, hoặc ký hiệu để mô tả các
thuộc tính của các thông tin thuộc về địa lý.
Trong các dạng số liệu trên, số liệu Vector là dạng thờng đợc sử dụng
nhất. Tuy nhiên, số liệu Raster rất hữu ích để mô tả các dãy số liệu có tính liên
tục nh: Nhiệt độ, cao độ,... và thực hiện các phân tích không gian của số liệu.
Còn số liệu thuộc tính đợc dùng để mô tả cơ sở dữ liệu.
Có nhiều cách để nhập số liệu, nhng cách thông thờng hiện nay là số hoá
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
13
Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
bằng bàn số hoá, hoặc thông qua việc sử dụng máy quét ảnh.
I.2.2.5. Chính sách và quản lý
Đây là hợp phần rất quan trọng để đảm bảo khả năng hoạt động của hệ

Vai trò và sức mạnh của các chức năng của các hệ thống GIS khác nhau
là khác nhau và kỹ thuật xây dựng các chức năng đó cũng rất khác nhau. Hình
I.7 mô tả mối quan hệ giữa các nhóm chức năng và cách biểu diễn thông tin
khác nhau của GIS.
I.2.3.1. Thu thập dữ liệu
Thu thập dữ liệu là tiến trình thu thập dữ liệu theo khuôn mẫu áp dụng đ-
ợc cho GIS. Mức độ đơn giản nhất của thu thập dữ liệu là chuyển đổi khuôn
mẫu dữ liệu có sẵn từ các nguồn bên ngoài nh: Từ bản đồ, số liệu đo đạc ngoại
nghiệp, ảnh hàng không, ảnh vệ tinh và các thiết bị ghi thành một hình thức t-
ơng thích.
Việc nhập dữ liệu phải đảm bảo những yêu cầu sau:
- Tất cả các thông tin đầu vào phải đảm bảo tính chính xác duy nhất và
không có lỗi khi miêu tả thuộc tính.
- Kiểm tra các lỗi về sai lệch vị trí, tỷ lệ, độ méo hình,... tính không đầy
đủ của các thông tin dữ liệu không gian bằng cách vẽ ra với cùng tỷ lệ và so
sánh với các thông tin gốc.
- Kiểm tra các thông tin sai sót đối với các thông tin không gian bằng
cách in và kiểm tra so với thông tin gốc.
I.2.3.2. Xử lý sơ bộ dữ liệu (Biến đổi dữ liệu)
Xử lý dữ liệu thô bao gồm hai thao tác:
- Những biến đổi cần thiết để khử các sai số (các sai sót từ các dữ liệu)
hoặc đa chúng vào số liệu mới hoặc so sánh với các tập hợp dữ liệu khác.
- Sử dụng các phơng pháp phân tích khác nhau đối với dữ liệu ảnh vệ tinh.
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
15
Quản Trị
CSDL
Nhập Dữ Liệu Lưu Trữ Và Truy Cập
Xử Lý Sơ Bộ
Dữ Liệu

- Tìm kiếm nội dung trong vùng không gian: Là tìm kiếm các đối tợng
bản đồ hay một phần của chúng nằm trong một vùng cho trớc. Vùng đó có thể
là cửa sổ chữ nhật và đợc xác định bởi hai cặp toạ độ và nó đợc xem nh là phép
truy vấn cơ sở dữ liệu đơn giản.
- Tìm kiếm trong khoảng cận kề: Là tìm ra các vùng nối trực tiếp với đối
tợng xác định trớc.
- Tìm kiếm hiện tợng và thao tác phủ (overlay): Việc tìm kiếm hiện tợng
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
16
Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
đợc chia thành hai nhóm chức năng:
1. Tìm một loại hiện tợng mà không quan tâm đến các hiện tợng còn lại:
Đây là trờng hợp tìm kiếm không gian dựa trên thuộc tính đã xác định trớc.
2. Tìm kiếm những vùng đợc xác định bởi các hiện tợng: Đây là trờng
hợp tìm kiếm một vùng thoả mãn các điều kiện cho trớc.
- Phân tích đờng đi và dẫn đờng: Là sử dụng mô hình dữ liệu mạng hay
sử dụng mô hình dữ liệu Raster để tìm đến con đờng dẫn đến các đối tợng cần
tìm một cách ngắn nhất, giá rẻ nhất.
- Mô hình hoá tơng tác không gian: Là sử dụng GIS để tìm ra những vùng
tối u phục vụ cho các mục đích sử dụng.
I.2.3.5. Hiển thị đồ hoạ và tơng tác
Việc hiển thị bản đồ và các dữ liệu GIS cộng với tơng tác ngời sử dụng là
yếu tố hoàn toàn thiết yếu cho sự thừa nhận bất cứ một thứ thông tin nào. Thành
phần này cũng nh giao diện với ngời sử dụng ở một hệ thống tin học bất kỳ đợc
thiết kế phụ thuộc vào mục đích sử dụng.
I.2.4. Cấu trúc dữ liệu của GIS
Cơ sở dữ liệu cho một hệ thống GIS bao gồm hai cơ sở dữ liệu thành
phần chính là: Cơ sở dữ liệu địa lý và cơ sở dữ liệu thuộc tính.
I.2.4.1. Cấu trúc dữ liệu địa lý (còn đợc gọi là cấu trúc dữ liệu không gian)
Dữ liệu không gian là dữ liệu phản ánh sự phân bố, vị trí hình dạng của

Ngoài ra, còn có thể sử dụng phơng pháp biểu diễn ô chữ nhật phân cấp để biểu
diễn dữ liệu địa lý dới dạng Raster. Trong phơng pháp này, ngời ta chia diện
tích vùng dữ liệu ra thành các ô chữ nhật không đều nhau mà theo cách lần lợt
chia đôi các cell bắt đầu từ hình chữ nhật lớn nhất bao phủ diện tích dữ liệu.
Quá trình chia cứ tiếp tục khi nào các cell đủ nhỏ để đạt độ chính xác cần thiết.
Hình I.8: Điểm, đờng, đa giác.
Cấu trúc dữ liệu Raster có những u, nhợc điểm sau:
* Ưu điểm:
- Cấu trúc rất đơn giản.
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
18
Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
- Dễ dàng sử dụng cho các phép toán chồng xếp và các phép toán xử lý
ảnh viễn thám.
- Dễ dàng thực hiện nhiều phép phân tích khác nhau.
- Bài toán mô phỏng là có thể thực hiện đợc do đơn vị không gian là
giống nhau (cell).
- Kỹ thuật rẻ tiền và có thể phát triển mạnh.
* Nhợc điểm:
- Dung lợng dữ liệu lớn.
- Độ chính xác có thể giảm nếu sử dụng không hợp lý kích thớc cell.
- Bản đồ hiển thị không đẹp.
- Các bài toán mạng rất khó thực hiện.
- Khối lợng tính toán để biến đổi toạ độ là rất lớn.
I.2.4.1.2. Cấu trúc dữ liệu Vector
Mô hình dữ liệu kiểu Vector là mô hình thể hiện các đối tợng địa lý
giống nh các bản đồ truyền thống: Các dữ liệu đồ hoạ đợc thể hiện giống với
hình dạng thực tế của nó, bằng các yếu tố hình học đơn giản là điểm, đờng,
vùng và các quan hệ topo.
Trong cấu trúc dữ liệu Vector, thực thể không gian đợc biểu diễn thông

cung cấp cho đờng những thông tin thuộc tính về các điểm thuộc đờng. Sự
tiết kiệm bộ nhớ này chỉ thực sự có giá trị khi số lợng cạnh chung khá lớn.
Cấu trúc dữ liệu Vector có những u, nhợc điểm sau:
* Ưu điểm:
- Biểu diễn tốt các đối tợng địa lý.
- Dữ liệu nhỏ, gọn.
- Các quan hệ topo đợc xác định bằng mạng kết nối.
- Có độ chính xác về mặt hình học.
- Khả năng sửa chữa, bổ sung, thay đổi các dữ liệu hình học cũng nh
thuộc tính nhanh, tiện lợi.
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
20
Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
* Nhợc điểm:
- Cấu trúc dữ liệu phức tạp.
- Chồng xếp bản đồ phức tạp.
- Các bài toán mô phỏng thờng khó giải vì mỗi đơn vị không gian có cấu
trúc khác nhau.
- In ấn đắt tiền.
- Kỹ thuật đắt tiền.
- Các bài toán phân tích và các phép lọc là rất khó thực hiện.
I.2.4.1.3. Chuyển đổi dạng dữ liệu Vector sang dữ liệu Raster và ng ợc lại
Sự chuyển đổi từ Vector sang Raster hoặc từ Raster sang Vector là cần
thiết khi hai dữ liệu đợc lu giữ trong những mô hình dữ liệu khác nhau.
- Chuyển từ dữ liệu Raster sang dữ liệu Vector có nghĩa là tạo ra các
điểm, đờng, vùng. Độ chính xác của sự chuyển đổi phụ thuộc vào kích cỡ ô của
hệ Raster. Quá trình trở lên phức tạp trong trờng hợp là dữ liệu số.
- Chuyển từ dữ liệu Vector sang dữ liệu Raster thì toàn bộ thông tin cần
đợc chia nhỏ thành các ô Raster. Để làm đợc việc này, lới của các ô đợc đặt trên
bản đồ vector cơ sở và thông tin ở mỗi ô đợc gán vào ô khi chuyển một điểm

gồm các hình thức bày chuẩn các yếu tố đồ hoạ nh: Màu sắc, lực nét, kiểu đờng,...
Điều này đặc biết có lợi để biểu thị và thao tác với các dữ liệu đồ hoạ của cơ sở dữ
liệu không gian.
Dữ liệu thuộc tính có thể đợc xây dựng trực tiếp từ các bảng dữ liệu, từ
các tệp văn bản hoặc liên kết thu nhận từ các phần mềm khác nhau. Một trong
các chức năng đặc biệt của HTTTĐL là khả năng của nó trong việc liên kết và
xử lý đồng thời giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính. Sự liên kết giữa hình
ảnh bản đồ và các bảng ghi thuộc tính đợc thực hiện thông qua mã xác định ID
(identifier) gán cho cả hai loại dữ liệu. Quan hệ giữa hai loại dữ liệu là quan hệ
một-một.
Hình I.10: Mối quan hệ giữa thông tin không gian và thông tin thuộc tính.s
Dữ liệu thuộc tính phi không gian thông thờng đợc các hệ quản trị cơ sở
dữ liệu quản lý.
I.2.5. Các hệ toạ độ dùng trong hệ GIS
Các dữ liệu trong HTTTĐL cần phải đợc định vị trên bề mặt Trái đất theo
một hệ toạ độ nhất định.
I.2.5.1. Hệ toạ độ dùng trong tham chiếu GIS
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
22
ID Tính Tính Tính

(mã) Chất 1 Chất 2 Chất 3
1 x x x
2 x x x
3 x x x
...
1
2
4 3
Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ-Địa Chất Đồ án Tốt Nghiệp
nhất.
I.2.5.2. Các dạng chuyển đổi toạ độ trong HTTTĐL
Khi hợp nhất dữ liệu lại vào một nền toán học chung thì dữ liệu mới có ý
nghĩa: Tham khảo, so sánh, phân tích.
Có hai cách chuyển đổi:
- Dịch chuyển đối tợng và giữ nguyên hệ toạ độ.
- Dịch chuyển hệ toạ độ và giữ nguyên đối tợng.
trong hai cách này thì cách thứ hai là thuận tiện hơn cả.
Có hai phơng pháp chuyển đổi hệ toạ độ là: Chuyển đổi tơng đơng và
chuyển đổi đờng cong bậc cao. Trong đó:
- Chuyển đổi tơng đơng là các dịch chuyển song song và giữ nguyên
dạng đối tợng.
- Chuyển đổi đờng cong bậc cao là cách chuyển dịch trong đó dạng đối t-
ợng hoàn toàn giữ nguyên.
Các dạng chuyển đổi toạ độ đợc trình bày ở trên không dùng độc lập
nhau mà đợc dùng tổng hợp chung trong HTTĐL. Nếu mà dùng riêng hệ toạ độ
sẽ để lại hậu quả mà sau đó phải khắc phục bằng các chuyển đổi khác tiếp theo.
Các điểm chuẩn đợc chọn để chuyển đổi toạ độ là những điểm cắt của con sông,
đờng giao thông.
I.2.6. Khả năng phân tích không gian của HTTĐL
I.2.6.1. Thông tin không gian trong HTTĐL
Thông tin không gian trong HTTĐL đợc xây dựng và phát triển tơng tự
nh cách xây dựng các thông tin bản đồ. Các đối tợng số trong CSDL không
gian là sự phản ánh lại các thực thể trong thế giới thực cùng với thông tin
thuộc tính tơng ứng. Các thông tin đợc mô tả bao gồm: Địa hình, địa vật,
(những chi tiết về mặt phẳng), và một số chú giải mô tả. Địa hình có thể đợc
mô tả bằng các đờng đồng mức, các điểm ghi chú độ cao hoặc mô hình số độ
cao, còn những chi tiết về mặt phẳng có thể đợc thể hiện bằng điểm, đờng,
vùng.

sửa), các lỗi do CLEAN là:
+ Đờng cắt nhau (Intersection): Các đờng bắt buộc phải cắt nhau tại các
điểm nút, không đợc chéo nhau.
+ Bắt không đúng vị trí: Gồm bắt quá (over shoot), bắt cha tới (under shoot).
+ Đờng số hoá trùng lặp nhau nhiều lần (Duplicate).
+ Lọc, loại bỏ bớt giá trị điểm tham gia tạo đờng khi mật độ quá dày.
- Phép toán xây dựng topology (BUILD) có chức năng chạy tự động
nhằm xây dựng cấu trúc topology cho các đối tợng không gian dạng Vector.
- Các phép toán chuyển đổi: Khuôn dạng dữ liệu khi xuất dữ liệu dạng
các hệ thông tin địa lý khác.
* Các phép phân tích dữ liệu địa lý
Các công cụ về phân tích dữ liệu địa lý chia thành các nhóm chính là hỏi
đáp CSDL (Database Query), đại số bản đồ (Map Algbra) và các toán tử nội suy
Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48
25