ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

PHẠM HỮU BẰNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG WEB TRỰC QUAN HÓA, HỖ TRỢ
QUẢN LÝ VÀ PHÂN TÍCH ẢNH VIỄN THÁM DỰA TRÊN
NỀN TẢNG MÃ NGUỒN MỞ

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

HÀ NỘI - 2013


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

PHẠM HỮU BẰNG

XÂY DỰNG HỆ THỐNG WEB TRỰC QUAN HÓA, HỖ TRỢ
QUẢN LÝ VÀ PHÂN TÍCH ẢNH VIỄN THÁM DỰA TRÊN
NỀN TẢNG MÃ NGUỒN MỞ
Ngành:

Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Công nghệ phần mềm
Mã số:

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN


1.2.6.Một số tính năng chính của GIS..................................................................... 30

1.3.Tổng quan về WebGIS..................................................................................33
1.3.1.Định nghĩa...................................................................................................... 33
1.3.2.Kiến trúc chung của WebGIS......................................................................... 34
2


1.3.3.Các mô hình triển khai WebGIS ......................................................................
1.3.4.Các thành phần trong hệ thống WebGIS .........................................................

1.4.Khái niệm chung về sol khí quyển ................................................................
1.4.1.Định nghĩa ........................................................................................................
1.4.2.Nguồn gốc hình thành sol khí ..........................................................................
1.4.3.Ảnh hưởng sol khí tới khí hậu trái đất .............................................................
1.4.4.Độ sâu sol khí (AOT) và liên hệ với ô nhiễm không khí .................................
1.4.5.Giới thiệu một số hệ thống trên thế giới cung cấp thông tin về ảnh viễn thám
để nghiên cứu ...................................................................................................
1.4.6.Xây dựng định hướng, mục tiêu bài toán nghiên cứu về AOT ........................

1.5.Kết luận .........................................................................................................
Chương 2.CÁC KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG XÂY
DỰNG HỆ THỐNG WEBGIS ...........................................................................
2.1.Công nghệ bản đồ số trực tuyến Google Map ..............................................
2.1.1.Một số tính năng của Google Map API ...........................................................
2.1.2.Một số biểu đồ Google Chart API ...................................................................
2.1.3.Truy vấn dữ liệu từ Google Fusion Table ........................................................

2.2.Xử lý ảnh viễn thám khí tượng MODIS .......................................................
2.2.1.Thông tin chung về ảnh AOT MODIS .............................................................

3.5.3.2. Use case 02: Tạo các ảnh output từ ảnh GeoTiff ..................................
3.5.3.3. Use case 03: Cập nhật ảnh GeoTiff vào database .................................
3.5.3.4. Use case 04: Tương tác bản đồ ..............................................................
3.5.3.5. Use case 05: Tìm kiếm ảnh viễn thám ..................................................
3.5.3.6. Use case 06: Xem và download ảnh viễn thám .....................................
3.5.3.7. Use case 07: Trực quan hóa ảnh viễn thám ...........................................
3.5.3.8. Use case 08: Thống kê gía trị AOT .......................................................
3.5.3.9. Use case 09: Lập biểu đồ dữ liệu AOT: ..............................................

3.6.Thiết kế một số giao diện của hệ thống ......................................................
3.6.1.Giao diện chính của hệ thống .........................................................................
3.6.2.Giao diện phần công cụ sử tương tác với Google Map .................................
3.6.3.Giao diện phần tìm kiếm, trực quan ảnh ........................................................
3.6.4.Giao diện phần lâp biểu đồ giá trị AOT .........................................................

3.7.Cấu hình cài đặt, triển khai hệ thống ..........................................................
3.7.1.Mô hình triển khai hệ thống ...........................................................................
3.7.2.Phần mềm .......................................................................................................


3.7.3.Phần cứng
3.8.Kết luận .......................................................................................................

Chương 4. KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG WEBGIS
QUA THƯC TẾ ................................................................................................
4.1.Mục đích và cách thực hiện đánh giá chất lượng hệ thống .........................
4.2.Báo cáo kết quả khảo sát đánh giá chất lượng hệ thống .............................
4.2.1.Bảng danh sách các tính năng dùng để đánh giá, thử nghiệm .......................
4.2.2.Danh sách người tham gia đánh giá thử nghiệm hệ thống .............................
4.2.3.Kết quả đánh giá khảo sát chất lượng hệ thống .............................................

HTML

HyperTex

HTTP

Hypertext

XML

eXtensibl

KML

Keyhole M

WKT

Well-Kno

MODIS

MEEO

NASA
CSDL

Moderate

Spectrora

Hình 1.17. Kiến trúc hoạt động của WebGIS qua mạng Internet ................................
Hình 1.18. Mô hình triển khai WebGIS trên nền tảng Client – Server .........................
Hình 1.19. Ứng dụng tra cứu tình trạng lũ lụt nền tảng Google mashup .....................
Hình 1.20. Mối liên hệ giữa dữ liệu AOT và ô nhiễm PM tại Houston năm 2000 .......
Hình 1.21. Một số loại ảnh AOT cung cấp của hệ thống Giovanni ..............................
Hình 1.22. Kết quả ảnh viễn thám MOD04 L2 từ LadsWeb NASA để download .......
Hình 1.23. Biểu đồ thể hiện sự tăng giảm AOT trong tháng 8 năm 2013.....................
Hình 1.24. Bản đồ thể hiện sự phân bổ giá trị AOT theo thời gian trên toàn thế giới ..
Hình 1.25. Lấy giá trị AOT tại một điểm dùng Quantum GIS......................................
Hình 2.1. Ví dụ thống kê dữ liệu AOT theo từng ảnh viễn thám trên Google Chart ....
Hình 2.2. Truy vấn dữ liệu vector từ Fusion Table và hiển thị trên Google Map .........
Hình 2.3. Sự tương quan giữa ảnh AOT MODIS 1 kilomet và 10 kilomet ..................
Hình 2.4. Download ảnh MODIS 4 Level 2 từ webiste của NASA ..............................
Hình 2.5. Download ảnh HDF theo tham số tìm kiếm từ NASA ..................................
Hình 2.6. Đọc danh sách sub dataset từ file HDF và lấy ra tên dataset quan tâm.........
Hình 2.7. Đọc các điểm mốc tọa độ mặt đất GCP từ file HDF .....................................
Hình 2.8. Mã nguồn Python tạo ảnh GeoTiff từ ảnh MOD04 L2 HDF ........................
Hình 2.9. So sánh ảnh GeoTiff chưa lọc phủ mầu đen và ảnh PNG đã lọc và overlay 57
7


Hình 2.10. Ảnh AOT mầu và ảnh AOT heatmap tạo ra từ ảnh GeoTiff .......................
Hình 2.11 Tách dữ liệu metadata từ GeoTiff để hỗ trợ overlay lên Google Map .........
Hình 2.12. Mối liên hệ giữa ảnh viễn thám và vùng chọn trên Google Map ................
Hình 2.13. Bản đồ shapefile Level 0 thể hiện vùng biên giới địa lý giữa các quốc gia 63
Hình 2.14. Ảnh viễn thám dạng tọa độ (x, y) và tọa độ (latitude, longtitude) ..............
Hình 2.15. Đọc dữ liệu AOT trên Google Map theo công thức quy đổi điểm ảnh .......
Hình 2.16. Thuật toán Ray Casting xác đỉnh điểm thuộc đa giác .................................
Hình 2.17. Các trường hợp xét điểm nằm trong hay ngoài đa giác ...............................
Hình 2.18. Biểu diễn đoạn thẳng AB trong đồ họa máy tính ........................................


LỜI MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề, định hướng nghiên cứu
Con người đã có những bước tiến mạnh mẽ trong những thập kỷ 60 của thế kỷ 20
để đưa vệ tinh lên quỹ đạo với mục đích là chinh phục không gian và khai phá tiềm
năng rộng lớn từ bề mặt trái đất. Trải qua hơn nửa thế kỷ, con người đã đạt rất nhiều
bước tiến đột phá trong việc tìm hiểu về vũ trụ cũng như về trái đất nhờ có những
thông tin quý giá từ các tầu vụ trũ, vệ tinh gửi về theo chu kỳ thường xuyên. Các lĩnh
vực mà ảnh viễn thám có vai trò chủ chốt là rộng lớn. [1]
 Ứng dụng trong quản lý biến đổi môi trường, giám sát biến đổi về nông lâm

nghiệp, cháy rừng, ô nhiễm không khí, nguồn nước…
 Phân loại các địa hình đất đai, đánh giá độ che phủ, xói mòn đất và rừng, thành

lập các bản đồ địa chất, bản đồ phân bổ tài nguyên, thiên nhiên.
 Viễn thám trong khí tượng thủy văn: cập nhật tình hình khí hậu theo từng vùng

quốc gia, địa phương, hỗ trợ dự báo thời tiết: nắng, mưa, bão và lũ lụt, tác động của
các hiện tượng thiên nhiên cực đoan như: bão, núi lửa, cháy rừng,…với môi trường và
sức khỏe con người.
Tuy nhiên, lĩnh vực khai phá, xử lý ảnh viễn thám thu được từ vệ tinh sẽ gặp rất
nhiều khó khăn nếu không có sự giúp sức của ngành khoa học chuyên nghiên cứu về
hệ thống thông tin địa lý. (Geographic Information Systems – GIS). Từ những vấn đề
mang tầm vĩ mô như: biến đổi khí hậu, khí tượng thủy văn, dự báo thiên tai,…đến
những vấn đề gần gũi trong cuộc sống như: tắc đường, ô nhiễm sông hồ, không khí
trong đô thị,…vai trò của GIS trong các lĩnh vực này là hết sức quan trọng. Nhờ có sự
phát triển không ngừng của GIS mà việc phân tích, giải đoán, khai thác thông tin từ
ảnh viễn thám ngày càng trở nên chính xác và thuận lợi. GIS cung cấp cho người sử
dụng các bản đồ số, bản đồ chuyên đề theo từng lĩnh vực mà áp dụng ảnh viễn thám để
nghiên cứu, khai phá tri thức.

 Không hạn chế quyền sử dụng và thay đổi
 Trao đổi, học tập kinh nghiệm, kiến thức từ các cộng đồng phát triển
 Hạn chế tình trạng vi phạm bản quyền bất hợp pháp
Chính vì vậy, để có thể giải quyết tình trạng bất cập trong việc học và nghiên cứu
viễn thám và GIS như trên. Tôi đề xuất xây dựng một hệ thống sử dụng nền tảng mã
nguồn mở để giải quyết bài toán “kết hợp công nghệ ảnh viễn thám và GIS, giúp ích
xử lý và phân tích dữ liệu từ ảnh viễn thám”. Hệ thống này sẽ giúp ích trong việc phổ
cập và tiếp cận các ngành viễn thám, GIS rộng lớn hơn.

2. Mục tiêu của luận văn
Trên cơ sở về tính cấp thiết và tính thực tiễn của công nghệ trong việc kết hợp ảnh
viễn thám và GIS, tôi đã nghiên cứu và tìm hiểu, chọn ra 1 đề tài hay là 1 giải pháp
phần mềm: “xây dựng hệ thống web trực quan hóa, hỗ trợ quản lý và phân tích
ảnh viễn thám khí tượng dựa trên nền tảng mã nguồn mở”. Đây là một vấn đề lớn
và khó khăn, tôi đã bước đầu tìm hiểu và làm chủ được kiến thức, công nghệ của các
lĩnh vực này. Mục đích là vừa nghiên cứu lý thuyết, vừa cài đặt các tính năng vào hệ
thống, để sau khi hoàn thành luận văn, có 1 hệ thống đáp ứng được nhu cầu sử dụng.


11
Để đạt được điều đó, tôi kết hợp kiến thức từ ảnh viễn thám khí tượng, hệ thống
thông tin địa lý GIS, điều tra, học tập các thông tin từ các hệ thống GIS và phần mềm
ảnh viễn thám trong nước và trên thế giới. Bước đầu, nắm được những tính năng cơ
bản, thiết yếu và tri thức được áp dụng, để có thể xây dựng các công cụ vừa có thể
tương tác ảnh viễn thám, vừa có thể tích hợp cả bản đồ số GIS.
Từ đó, khảo sát các yêu cầu của người sử dụng, phân tích, thiết kế, cài đặt và triển
khai một hệ thống GIS dựa trên nền tảng Web (WebGIS) và công nghệ mã nguồn mở,
miễn phí. Hệ thống sẽ cho phép người sử dụng thông qua giao diện thân thiện và các
tiện ích để tìm hiểu về cách tương tác với ảnh viễn thám khí tượng và bản đồ số GIS,
dễ dàng mở rộng triển khai cho nhiều đối tượng sử dụng do tính mở về mã nguồn cũng

chính xác và tiện lợi


12
 Xây dựng hệ thống WebGIS dựa trên các công nghệ mã nguồn mở, miễn phí,

thiết kế giao diện thân thiện, dễ sử dụng, cài đặt các tính năng, tiện ích với người sử
dụng quan tâm đến khai thác thông tin từ ảnh viễn thám khí tượng và GIS
4.

Nội dung của luận văn

Luận văn thực hiện xuyên suốt trong quá trình từ khi hình thành các khái niệm, ý
tưởng nghiên cứu, cho đến khi hoàn thành sản phẩm và được người sử dụng kiểm tra,
đánh giá. Nội dung chính sẽ bao gồm các phần sau:
 Mở đầu: đặt ra vấn đề, mục tiêu và giải pháp cho bài toán kết hợp xử lý ảnh viễn

thám và hệ thống thông tin địa lý GIS.
 Chương 1: giới thiệu tổng quan - các khái niệm cơ bản về công nghệ viễn thám, hệ

thống thông tin địa lý GIS, các công nghệ bản đồ số và công nghệ Web mã nguồn mở.
Giới thiệu một số hệ thống cho phép nghiên cứu về GIS và ảnh viễn thám ở Việt Nam
và trên thế giới.
 Chương 2: cơ sở lý thuyết - mục đích là trình bầy chi tiết về các kiến thức được sử

dụng trong việc xây dựng hệ thống WebGIS trực quan hóa, hỗ trợ quản lý và phân tích
ảnh viễn thám, khí tượng.
 Chương 3: phân tích, thiết kế hệ thống WebGIS theo sơ đồ Use case, đặc tả cách

thức hoạt động của từng chức năng của hệ thống (input, output, mô tả các bước)

1910-1920
1920-1930
1930-1940
1940
1950
1950-1960
1972
1970-1980
1980-1990
1986
1990 đến nay

Bên cạnh việc thu dữ liệu ảnh từ vệ tinh, ngành viễn thám còn sử dụng các phương
tiện hàng không: máy bay, tầu bay, khinh khí cầu, rada,…để có thể chụp hình ảnh chi


14
tiết, độ phân giải cao tại nhiều khu vực trên thế giới. Cùng với sự phát triển không
ngừng của khoa học máy tính, đưa đến việc nâng cao khả năng tính toán, xử lý số liệu
ngày một nhanh và chính xác, tạo điều kiện thuận lợi để phát triển ngành khoa học
viễn thám. Trong đó, vai trò quan trọng nhất của viễn thám là đo đạc, giải đoán, phân
tích dữ liệu từ ảnh thu được để có thể đưa ra các dự đoán, kiểm chứng, cung cấp thông
tin kịp thời, chính xác trong nhiều lĩnh vực: hành chính, nông – lâm nghiệp, môi
trường, xã hội, quân sự,..

1.1.2. Định nghĩa
Theo [3]: “Viễn thám (Remote sensing) được hiểu là một khoa học và nghệ thuật
để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện tượng thông qua
việc phân tích tài liệu thu nhận được bằng các phương tiện đo đạc. Những phương tiện
này không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực hoặc với hiện tượng được


16
trên trái của ảnh. Mỗi pixel của ảnh đại diện cho 1 đơn vị không gian, có dạng hình
vuông. Tùy theo các loại ảnh mà sẽ có số pixel khác nhau và độ bao phủ không gian
của mỗi pixel là khác nhau. Ảnh viễn thám nói chung có 3 đặc trưng về độ phân giải
và từ đó có thể làm cơ sở để chọn loại ảnh nghiên cứu đối tượng phù hợp:
 Độ phân giải không gian: là vùng không gian tương ứng với 1 pixel mà cảm biến

thu nhận được. Tương tự ảnh số, tùy theo các cảm biến mà ảnh có thể thu nhận độ
phân giải không cao gian từ thấp đến cao, càng cao thì càng chi tiết. Ảnh được chia
làm 3 loại: độ phân giải cao: 0.6 – 4 mét, độ phân giải trung bình: 4 – 30 mét, độ phân
giải thấp: 30 – 1000 mét. Một số vệ tinh có độ phân giải cao như SPOT – 5: 2.5 mét,
IKONOS: 1 mét, WorldWiew-2: 0,45 mét,…rất thích hợp để nghiên cứu phát hiện
cháy rừng, ô nhiễm, mật độ dân cư, quy hoạch đô thị, giao thông,…
 Độ phân giải thời gian: tùy theo quỹ đạo và độ phân giải không gian mà vệ tinh

sẽ có chu kỳ lặp lại chụp 1 khu vực địa lý khác nhau (hàng ngày, hàng tuần,…). Ảnh
được chia làm 3 loại: độ phân giải cao: < 3 ngày, độ phân giải trung bình: 4 – 16 ngày,
độ phân giải thấp: >= 16 ngày. Nhờ có sự lặp lại này mà chúng ta có thể nghiên cứu sự
biến động theo thời gian của 1 khu vực, quan sát, giải đoán sự thay đổi của các đối
tượng trong khu vực. Tùy theo mục đích nghiên cứu mà chọn loại ảnh có chu kỳ lặp lại
nhanh hay chậm, ví dụ: tăng trưởng của cây trồng thì tùy theo giai đoạn sinh trưởng (8
– 16 ngày), cảnh báo cháy rừng (theo dõi hàng ngày nếu có nguy cơ), sự phân bố dân
cư (theo dõi biến động qua tổng hợp ảnh theo 1 thời gian dài),…
 Độ phân giải phổ: mỗi vệ tinh có khả năng thu nhận ảnh theo các kênh phổ và bề

rộng phổ phản xạ từ các đối tượng khác nhau. Tùy theo nhu cầu thu thập thông tin, các
cảm biến sẽ thu nhận được sóng điện từ trong một số khoảng – các khoảng này gọi là
các band - kênh ảnh (băng phổ). Độ phân giải phổ liên quan đến số lượng và và độ
rộng của mỗi băng phổ. Bộ cảm có độ phân giải phổ cao đến rất cao, tức là có nhiều

khác nhau mà sẽ có độ phân giải không gian, thời gian và phổ khác nhau. Trong đó 2
lĩnh vực chủ yếu là nghiên cứu khí tượng (mây, bão, nhiệt độ,…) và phân tích, thống
kê đối tượng mặt đất (cháy rừng, giao thông, đất đai, tài nguyên,…). Từ đó, có thể
chọn lựa ra các nhà cung cấp ảnh phù hợp với mục đích nghiên cứu, tiết kiệm chi phí.
 Vệ tinh Landsat: được phóng lần đầu năm 1972, sau đó lần lượt các vệ tinh được

phóng từ năm 1975 – 1999, gần đây nhất là Landsat 8 phóng năm 2013 - vệ tinh mới
nhất trong hệ thống Landsat của NASA. Từ Landsat 4 có thêm bộ cảm lập bản đồ
chuyên đề TM (Thematic Mapper) và Landsat 7 thì nâng cấp lên thành ETM
(Enhanced Thematic Mapper). Landsat TM, ETM có 6 kênh phổ trên giải sóng nhìn
thấy với độ phân giải 30 mét / 1 pixel, bao gồm kênh: 1, 2, 3, 4, 5, 7. Kênh thứ 6 trên
giải sóng hồng ngoại nhiệt với độ phân giải 120 mét / 1 pixel. Với độ phân giải thời
gian là 16 ngày, chi phí thấp, Landsat là một trong những loại ảnh vệ tinh rất quan
trọng để nghiên cứu và quan trắc môi trường.

1 Nguồn: Earth Observatory />

18
Bảng 1.2. Thông số về các kênh ảnh của vệ tinh Landsat TM
Kênh
TM1
TM2
TM3
TM4
TM5
TM6
TM7

 Vệ tinh SPOT: là một trong những vệ tinh có độ phân giải cao nhờ hệ thống HRV



19

Hồng

Toàn
Xanh
Đỏ
Cận h
Hồng

SPOT 5

 Cảm biến (sensor) MODIS: gắn trên 2 vệ tinh là Terra và Aqua có quỹ đạo bay

bao phủ gần như toàn bộ bề mặt trái đất với tầm quan sát hơn 2.330 kilomet, gồm 36
kênh phổ. Mặc dù MODIS có độ phân giải không cao, tùy theo phổ có độ phân giải
không gian lần lượt là: 250 mét, 500 mét và 1000 mét / 1 pixel. Hình 1.3 là ảnh
MODIS khí tượng cơn bão và mầu sắc thể hiện sức gió quanh tâm bão.

Hình 1.3. Ảnh viễn thám khí tượng MODIS trong nghiên cứu bão

2

Tuy nhiên với độ phân giải thời gian ngắn (1-2 ngày) và đặc biệt là miễn phí nên ảnh
từ MODIS là 1 trong những nguồn ảnh quan trọng để nghiên cứu về các lĩnh vực, bao
gồm: độ bao phủ của mây, sol-khí tượng, nhiệt độ bề mặt, phủ thực vật, hàm lượng
chất diệp lục, nước biển,…Bảng 1.4 liệt kê các band của cảm biến MODIS.

2 Nguồn: cimss.ssec.wisc.edu


o Tận dụng tri thức chuyên gia, kinh nghiệm, dễ nhận biết đối tượng.
o Tốn kém thời gian và kết quả không đồng nhất trên tập dữ liệu lớn.
 Xử lý tự động bằng máy tính:

o Năng suất cao, thời gian ngắn, khả năng áp dụng nhiều thuật toán.
o Khó kết hợp với tri thức chuyên gia, cần mở rộng tính năng khai phá dữ liệu
kết hợp với hệ chuyên gia để nâng cao chất lượng kết quả xử lý.
 Ví dụ giải đoán ảnh: Hình 1.5 với ảnh bên trái là ảnh mầu thật chụp toàn bộ các

đối tượng trên mặt đất, gồm: nhà cửa, đường, công trình giao thông, thực vật,…Sau
khi xử lý giải đoán ảnh, dựa trên kiến thức chuyên gia (nếu giải đoán bằng mắt) hoặc
các thuật toán tính chỉ số thực vật (giải đoán tự động), kết quả là ảnh bên phải phủ lên
các đối tượng cây cối, thực vật các đa giác mầu xanh, làm nổi bật so với các đối tượng
khác. Đây là 1 ví dụ đơn giản và gần gũi khi phân lớp đối tượng trên ảnh viễn thám.

Hình 1.5. Phân lớp ảnh viễn thám theo chỉ số thực vật

3

Quá trình xử lý và giải đoán ảnh từ khi nhận được ảnh, đến khi trích xuất ra được
các kết quả có ý nghĩa nghiên cứu và sử dụng trong thực tế được chia làm 5 giai đoạn:
 Nhập dữ liệu: đầu vào của các phần mềm xử lý ảnh viễn thám là các dạng ảnh số
được lưu trữ trên ổ cứng, đĩa CD, DVD, USB,…Các ảnh này có thể là ảnh mua, đặt
hàng hoặc tải về (download) từ các nhà cung cấp ảnh (có phí hoặc miễn phí).
 Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh: thường do các nhà cung cấp ảnh kiểm tra và xử lý

dữ liệu ảnh để nâng cao chất lượng ảnh trước khi bàn giao cho khách hàng.
 Biến đổi ảnh: thay đổi mầu sắc, xoay ảnh, chỉnh sửa ảnh,…có thể được thực hiện



1.2.2. Định nghĩa
GIS (Geographic Information System) tạo nên bởi: Geographic - dữ liệu không
gian thể hiện vị trí, hình dạng (điểm, đường, đa giác), Information – thông tin về đối
tượng, System – sự liên kết giữa các thành phần bên trong. Do được sử dụng rất rộng
rãi trong nhiều lĩnh vực nên GIS cũng có nhiều định nghĩa tùy theo từng mục đích. Dù
theo định nghĩa nào GIS đều tập trung vào khả năng thu thập, tổ chức lưu trữ, phân
tích, xử lý và hiển thị thông tin, dữ liệu địa lý dựa trên công cụ máy tính.
 Hệ thống Thông tin Địa Lý (Geographic Information System - GIS) là một hệ

thống thông tin bao gồm một số hệ con (subsystem) có khả năng biến đổi các dữ liệu
địa lý thành những thông tin có ích” (Calkins and Tomlinson, 1977).
 GIS là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng

thực trên trái đất. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (như
cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích không gian.(phân tích các