TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA ĐỊA LÍ

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG

ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÍ
TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

GIẢNG VIÊN: NGUYỄN THỊ DIỆU
GV: ThS. Nguyễn Thị Diệu
KHOA ĐỊA LÝ - ĐHSP ĐN

ĐÀ NẴNG, 8/2015
1


2


ĐỀ CƯƠNG GIẢN LƯỢC HỌC PHẦN

Tên học phần: GIS TRONG QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
Số tín chỉ: 2 (15 tiết lên lớp, 15 tiết thực hành, ôn tập và kiểm tra)
Bộ môn/Khoa phụ trách: Địa lý
Mã số học phần: 319067
Dạy cho các ngành:
1. Mô tả học phần: Học phần bao gồm các nội dung về khái niệm, vai trò và úng
dụng GIS; Một số loại CSDL GIS; giới thiệu phần mềm Mapinfo; tổ chức thông tin
bản đồ trong Mapinfo; Thành lập và biên tập bản đồ bằng Mapinfo và một số ứng
dụng cụ thể trong quản lí tài nguyên và môi trường.
2. Điều kiện tiên quyết: SV phải có kiến thức về Bản đồ học và tin học đại

2.2. Dữ liệu không gian
2.3. Dữ liệu thuộc tính
2.4. Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính
Phần 2: Phần mềm ứng dụng GIS (Mapinfo)
Chương 3: Khái quát đôi nét về phần mềm Mapinfo
3.1. Tính năng của phần mềm Mapinfo
3.2. Các dạng dạng dữ liệu trong Mapinfo
3.3. Tổ chức thông tin bản đồ trong Mapinfo
3.4. Các cửa sổ làm việc trong Mapinfo
3.5. Thiết lập tham số cho hệ thống của phần mềm
Chương 4: Phép chiếu và hệ thọa độ trong Mapinfo
4.1. Phép chiếu và hệ tọa độ trong Mapinfo
4.2. Xác định và chuyển đổi phép chiếu trong Mapinfo
4.3. Xác định tọa độ trên cửa sổ Map
Chương 5: Thực đơn và các chức năng cơ bản của Mapinfo
5.1. Thực đơn và các chức năng cơ bản của nó
5.2. Các hộp công cụ của Mapinfo
Chương 6: Xây dựng dữ liệu không gian
6.1. Chuẩn bị bản đồ (bản đồ nguồn)
6.2. Đăng kí bản đồ quét vào Mapinfo
6.3. Tách lớp đối tượng và số hóa dữ liệu
6.4. Làm việc với các đối tượng đồ họa
Chương 7: Xây dựng dữ liệu thuộc tính
7.1. Mở Table
7.2. Đóng Table
7.3. Lưu các Table
7.4. Tạo mới bảng dữ liệu thuộc tính
7.5. Nhập dữ liệu thuộc tính
4


[2]. Bùi Hữu Mạnh (2007), Hướng dẫn sử dụng MapInfo Professional Verson
7.0, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
[3]. Nguyễn Thế Thận (2000), Tổ chức hệ thống thông tin địa lý và phần mềm
Mapinfo 4.0 , Nhà xuất bản Xây dựng
[4]. Nguyễn Quang Tuấn (2006), Hệ thống thông tin địa lý , Giáo trình trường
ĐHKH Huế.
5


6. Phương pháp đánh giá học phần:
- Thực hành, Bài tập
0.2
- Kiểm tra giữa kỳ
0.2
- Thi học phần
0.6
Cộng
10
Đà Nẵng, ngày 17 tháng 02 năm 2014
Duyệt của Khoa (hoặc bộ môn)

Trưởng nhóm giảng dạy
(Họ tên và chữ ký)

6


Phần I: Các kiến thức cơ bản về GIS
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
1.1. Định nghĩa về hệ thống thông tin địa lí

dữ liệu không gian ghi nhận được từ thế giới thực tiễn.
7


- Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu trên máy tính dùng để thu thập, lưu trữ, truy
cập, phân tích và thể hiện dữ liệu không gian.
- Hệ thống hỗ trợ ra quyết định có chức năng tích hợp dữ liệu không gian vào
giải quyết các vấn đề thực tiễn.
- Theo ESRI (2000): “Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống thông tin
(trên hệ máy tính) được thiết kế để thu thập, lưu trữ, cập nhật, tích hợp và xử lí, tra
cứu, phân tích và hiển thị mọi dạng dữ liệu địa lí”.
GIS LÀ GÌ?
Là phương pháp để hình dung, mô phỏng,
phân tích và thể hiện dữ liệu không gian.

Hình 1.1: Các lớp dữ liệu được tách từ thế giới thực
Từ các định nghĩa nêu trên, chúng ta có một định nghĩa tổng quát về GIS như
sau: “GIS là tập hợp có tổ chức của phấn cứng máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lý và
các thủ tục của người sử dụng nhằm trợ giúp việc thu nhận, lưu trữ, quản lý thông tin
không gian từ thể giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục
đích của con người đặt ra”.
1.1.2. NHỮNG GÌ KHÔNG PHẢI LÀ GIS?
- GPS: Hệ thống định vị toàn cầu
- Bản đồ tĩnh: Bản đồ giấy hoặc bản đồ số
- Các phần mềm
- CAD (Computer-Aided Design)

8



Hình 1.4: Cơ sở dữ liệu GIS

d.Con người: yếu tố con người có ảnh hưởng rất lớn đối với GIS, đặc biệt trong
việc điều khiển hệ thống và phát triển các ứng dụng. Con người trong hệ GIS làm việc
ở 3 cấp khác nhau:
+ Nhóm 1: Là nhóm kĩ thuật viên thao tác trực tiếp trên thiết bị phần mềm để
thu thập, nhập, tổ chức, lưu trữ và hiển thị theo yêu cầu của người quản trị hay sử dụng
hệ thống.
+ Nhóm 2: Là nhóm chuyên viên GIS sử dụng hệ thống để thực hiện các bài
toán phân tích đánh giá, giải quyết các vấn đề theo một mục đích xác định để làm chức
năng trợ giúp và ra quyết định do người sử dụng yêu cầu.
+ Nhóm 3: Là nhóm người khai thác sử dụng, họ sử dụng các kết quả, các báo
cáo của GIS để ra quyết định
e. Phương pháp: phương pháp phụ thuộc vào ý tưởng của các xây dựng hệ
thống, sự thành công của một hệ GIS phụ thuộc vào phương pháp được sử dụng để
thiết kế hệ thống. Ngoài ra, phương pháp còn phụ thuộc vào đặc điểm từng lĩnh vực
ứng dụng GIS mà có hướng phân tích phù hợp.

10


1.3. Chức năng của công nghệ GIS

Hình1.5 : Các chức năng của GIS

- Thu thập và nhập dữ liệu: Là quá trình mã hóa dữ liệu thành dạng có thể đọc
và lưu trữ trên máy tính (tạo cơ sở dữ liệu). Nhập dữ liệu đóng vai trò rất quan trọng
trong việc tạo ra cơ sở dữ liệu đầy đủ và chính xác.
- Tổ chức lưu trữ dữ liệu: Dữ liệu địa lý thể hiện thế giới thực được quản lý
trong GIS theo các mô hình dữ liệu nhất định. Dữ liệu thuộc tính thường được quản lý

GIS được xây dựng dựa trên các tri thức của nhiều ngành khoa học khác nhau
để tạo ra một ngành khoa học mới. Trong đó:
- Ngành địa lý: là ngành liên quan mật thiết tới vấn đề hiểu thế giới và vị trí của
con người trong thế giới, cung cấp các kỹ thuật phân tích không gian.
- Ngành bản đồ: bản đồ chính là dữ liệu đầu vào của GIS đồng thời cũng là
khuôn mẫu quan trọng nhất của đầu ra GIS.
- Công nghệ viễn thám, ảnh máy bay: ảnh viễn thám và ảnh máy bay là nguồn dữ
liệu quan trọng của GIS. Viễn thám bao gồm cả kĩ thuật thu thập và xử lý dữ liệu mọi
vị trí trên địa cầu với giá rẻ, ảnh máy bay và kỹ thuật đo chính xác của chúng là nguồn
dữ liệu chính xác về độ cao bề mặt trái đất sử dụng làm đầu vào của GIS.
- Bản đồ địa hình: cung cấp dữ liệu có chất lượng cao về vị trí của ranh giới đất
đai, nhà cửa...
- Ngành đo đạc: cung cấp các vị trí cần quản lý và các phương pháp phân tích dữ
liệu GIS.
- Ngành thống kê: đặc biệt quan trọng trong việc hiểu các lỗi hoặc tính không
chắc chắn trong dữ liệu GIS.
- Khoa học tính toán: tự động thiết kế bằng máy tính cung cấp các kỹ thuật nhập,
hiển thị, biểu diễn dữ liệu. Máy tính hoạt động như một chuyên gia trong việc thiết kế
bản đồ, phát sinh các dặc trưng bản đồ.
- Toán học: các ngành như hình học, đồ thị được sử dụng trong thiết kế và phân
tích dữ liệu không gian.

12


1.5.

Các lĩnh vực ứng dụng GIS
Công nghệ GIS ngày càng được sử dụng rộng rãi. GIS có khả năng sử dụng dữ
liệu không gian và phi không gian từ các nguồn khác nhau khi thực hiện phân tích


CHƯƠNG 2:CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ
2.1. Khái quát về cơ sở dữ liệu địa lí
2.1.1. Khái niệm về cơ sở dữ liệu (database)
Theo Bách khoa toàn thư thì cơ sở dữ liệu được hiểu theo định nghĩa kiểu kĩ thuật
thì nó là một tập hợp thông tin có cấu trúc. Tuy nhiên, thuật ngữ này thường dùng
trong công nghệ thông tin và nó thường được hiểu rõ hơn dưới dạng một tập hợp liên
kết các dữ liệu, thường đủ lớn để lưu trên một thiết bị lưu trữ như đĩa hay băng. Dữ
liệu này được duy trì dưới dạng một tập hợp các tập tin trong hệ điều hành hay được
lưu trữ trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
Dữ liệu có thể tổ chức thành tập tin (hay còn gọi là File) hoặc nhiều File hoặc
thành các tập hợp trên máy tính.
2.1.2. Khái quát về cơ sở dữ liệu địa lí
Dữ liệu địa lý nhằm phản ảnh thế giới thực, cần trả lời được các câu hỏi:
- Cái gì? (dữ liệu thuộc tính).
- Ở đâu? (dữ liệu không gian).
- Khi nào? (thời gian).
- Tương tác với các đối tượng khác ra sao? (quan hệ).
Một đối tượng của dữ liệu địa lý được coi là đã xác định khi có thông tin về các
lĩnh vực trên.
Một cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có thể chia ra làm hai loại dữ liệu
cơ bản: dữ liệu không gian và phi không gian (thuộc tính). Với mỗi loại có những đặc
điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu, hiệu quả xử lý và hiển thị.
- Dữ liệu không gian là những mô tả số của hình ảnh bản đồ, chúng bao gồm toạ
độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định một hình ảnh bản đồ cụ thể trên tờ bản
đồ. Hệ thống thông tin địa lý dùng các dữ liệu không gian để tạo ra một bản đồ hay
hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi.v.v.
- Dữ liệu phi không gian được gọi là dữ liệu thuôc tính: là những diễn tả đặc tính,
số lượng, mối quan hệ giữa các hình ảnh bản đồ với vị trí địa lý của chúng.
Đặc điểm quan trọng trong tổ chức dữ liệu của GIS là: dữ liệu không gian (bản


Hình 2.4 : mô hình Raster

2.2.2.1. Dữ liệu Vector
a. Kiểu đối tượng điểm (Points)
Điểm được xác định bởi cặp giá trị tọa độ. Các đối tượng kiểu điểm có đặc
điểm: Là toạ độ đơn (x,y); Không cần thể hiện chiều dài và diện tích

Hình 2.5: Dữ liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm (Point).
15


b. Kiểu đối tượng đường (line)
Đường được xác định như một tập hợp dãy tọa độ của các điểm. Mô tả các đối
tượng địa lý dạng tuyến, có các đặc điểm sau:
*
Là một dãy các cặp toạ độ
*
Một đường bắt đầu và kết thúc bởi node
*
Các đường nối với nhau và cắt nhau tại node
*
Hình dạng của đường được định nghĩa bởi các điểm vertex
*
Độ dài chính xác bằng các cặp toạ độ

Hình 2.6: Dữ liệu vector được biểu thị dưới dạng Arc

c. Kiểu đối tượng vùng (Polygons)
Vùng được thể hiện bằng một chuỗi các cặp toạ độ; có cặp toạ độ đầu và cặp

Hình 2.13: Dữ liệu dạng raster

- Các nguồn dữ liệu xây dựng nên dữ liệu raster có thể bao gồm:
17


*
Quét ảnh
*
Ảnh máy bay, ảnh viễn thám
*
Chuyển từ dữ liệu vector sang
*
Lưu trữ dữ liệu dạng raster.
- Đặc điểm cell (pixel)
+ Cell là một đơn vị cơ bản cho một lớp dạng Grid
+ Cell có hình vuông
+ Vị trí của cell được xác định bằng số dòng và số cột.

18


2.3. Dữ liệu thuộc tính :
19


Dữ liệu thuộc tính là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra
tại các vị trí địa lý xác định. Thông thường hệ thống thông tin địa lý có 4 dữ liệu thuộc
tính:
- Đặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có thể

Có ba đặc điểm cần lưu ý trong khi thực hiện liên kết dữ liệu như sau:
+ Quan hệ một - một. Mỗi một hình ảnh được gắn với một bản ghi thuộc tính của
đối tượng.
20


+ Sự liên kết giữa các hình ảnh bản đồ và các bản ghi thuộc tính của đối tượng
được thực hiện thông qua bộ xác định (Indentifier) chung, cho cả hai loại dữ liệu.
+ Bộ xác định chung được lưu trữ vật lý ở cả hai nơi (trong File dữ liệu bản đồ và
File dữ liệu thuộc tính).
Các bộ xác định có thể đơn giản là một số duy nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc các
chỉ báo địa lý hay dữ liệu xác định vị trí lưu trữ chúng.
Bộ xác định cho một thực thể có chứa toạ độ phân bố của nó, số liệu mảnh bản đồ,
mô tả khu vực hoặc con trỏ đến vị trí lưu trữ của dữ liệu liên quan.
Bộ xác định được lưu trữ cùng với bản ghi dữ liệu thuộc tính liên quan.

21


PHẦN 2: PHẦN MỀM ỨNG DỤNG GIS
CHƯƠNG 3: KHÁI QUÁT ĐÔI NÉT VỀ PHẦN MỀM MAPINFO

3.1. Tính năng của phần mềm Mapinfo 11.0
Mapinfo Professional là một phần mềm ứng dụng GIS do công ty MapInfo (nay
là Pitney Bowes, Mỹ) sản xuất. Phiên bản hiện hành là MapInfo Professional 12.5.
Phần mềm được xây dựng nhằm giúp chúng ta xử lý bản đồ số cũng như quản lý và
phân tích thông tin liên quan đến tọa độ địa lý. Trước đây, thành lập bản đồ là một
chức năng chuyên nghiệp của ngành bản đồ học học. Với sự ra đời của Mapinfo, việc
xử lí dữ liệu và thành lập bản đồ trở nên một công việc mà mọi người có thể làm được.
- MapInfo Professional là phần mềm chạy trên môi trường Windows, có chức

- Phần mềm còn có khả năng biên tập các bản chú giải tự động, đối với những
bản đồ thành lập bằng phương pháp cổ truyền, phải mất rất nhiều thời gian, tính toán,
trình bày bản chú giải. Khi trên bản đồ thêm một lớp bản đồ chuyên đề, cửa sổ bản chú
giải tự động cập nhật và rất thuận tiện trong quá trình chỉnh sửa đáp ứng yêu cầu của
người sử dụng.
- Sử dụng và lựa chọn các gam màu trong trình bày bản đồ đảm bảo được tính
trực quan cao nhất đối với bản đồ giáo khoa. Điều này rất khó và mất nhiều thời gian
đối với thực hiện bằng phương pháp truyền thống.
- Với việc áp dụng các trình con (Run Map Basic ) trong MapInfo, việc thiết kế
hệ thống chữ trên bản đồ hoàn toàn thuận lợi và cho phép in bản đồ ở bất cứ tỉ lệ nào
mà chữ trên bản đồ không bị thay đổi, giảm giá thành trong sản xuất, chạy lưới chiếu,
thước tỷ lệ..
- Select, SQL Select cho phép lựa chọn theo các thông tin thoả mãn các điều
kiện cho trước, nhằm mục đích phân tích, chọn lọc ra những đối tượng theo mục đích
của người sử dụng, đồng thời rất tiện ích trong việc cập nhật và bổ sung dữ liệu mới,
linh hoạt trong việc chuyển dữ liệu sang các dạng khác.
Phần mềm rất mạnh trong xử lý và phân tích thông tin địa lí. Tính năng này được
tăng cường thêm nhờ khả năng liên kết được các cơ sở dữ liệu khác như Microsoft
Access, SQL Server.
3.2. Các dạng dạng dữ liệu trong Mapinfo ( Dữ liệu không gian )
3.2.1. Các dạng dạng dữ liệu trong Mapinfo
Một bản đồ trong Mapinfo có hai phần: phần bản đồ (thông tin không gian) và
phần mô tả thông tin không gian (thông tin thuộc tính).
+ Dữ liệu không gian (Spatial Data Model): Là mô hình trình bày các dữ liệu
không gian của đối tượng và được lưu dưới dạng bản đồ.
+ Dữ liệu thuộc tính (Attribute Data Model): Là mô hình quan hệ, lưu dưới dạng
bảng theo hàng và cột. Trong đó các hỏi đáp dữ liệu có thể biểu diễn bằng các phép
toán quan hệ, dùng ngôn ngữ tìm kiếm với cấu trúc SQL)
Chương trình Mapinfo quản lí và trừu tượng hóa các đối tượng địa lí trong thế
giới thực thành các Layer bản đồ máy tính khác nhau như:

+ Ngày đăng ký...
- Tóm lại khi xem xét đến một hệ thống GIS ta không những phải quan tâm đến
những đối tượng đồ hoạ thông thường mà còn phải rất chú ý trong việc thiết kế, xử lý
đối với những thông tin thuộc tính đi kèm.
3.3. Tổ chức thông tin bản đồ trong MapInfo:
Như đã đề cập ở trên dữ liệu trong MAPINFO được chia thành 2 loại dữ liệu
không gian và phi không gian. Trong MAPINFO mỗi loại dữ liệu trên có phương thức
tổ chức thông tin khác nhau.

3.3.1. Tổ chức theo tập tin

24


Các thông tin trong MapInfo được tổ chức theo từng bảng (Table), mỗi Table là
một tập hợp các File về thông tin đồ hoạ (bản đồ ) hoặc phi đồ hoạ (thuộc tính) chứa
các bản ghi dữ liệu mà hệ thống tạo ra.
Chúng ta chỉ có thể truy nhập vào các chức năng của phần mềm MapInfo khi mà
ta đã mở ít nhất một Table. Cơ cấu tổ chức thông tin của các đối tượng địa lý được tổ
chức theo các File sau đây:
File và phần
mở rộng
*. tab
*. dat
*. map
*. id
*. ind

*.wor


25